ES2930538B2 - Dispositivo para impedir la formación de incrustaciones de cal - Google Patents

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo para impedir la formación de incrustaciones de cal

Campo de la invención

La presente invención se encuadra dentro del campo de tratamiento de agua para impedir la formación de incrustaciones de cal, específicamente en conducciones y dispositivos que utilizan agua con una dureza de tal magnitud que puedan crear taponamientos y situaciones de fuera de servicio de dichos elementos. El campo de aplicación es preferentemente el sector residencial sin impedir que en otros ámbitos donde se demuestre su funcionalidad pueda ser utilizada.

Estado de la técnica

Las incrustaciones de carbonato cálcico, comúnmente conocidas como cal, son generadas de manera natural sobre cualquier superficie expuesta a aguas duras tales como la de las rocas, de los metales o de los vegetales. Estas incrustaciones también se forman en conducciones artificiales de agua, tales como canales abiertos, conducciones cerradas y, por supuesto, en electrodomésticos o en cualquier clase de dispositivos que calienten el agua.

El carbonato cálcico puede presentar diferentes estructuras cristalinas. Entre ellas, se encuentra la calcita, cristal de forma cúbica con la capacidad de adhesión a otro material (por ejemplo, al de la conducción de agua) o sobre sí mismo. Otra de ellas es la aragonita que posee una estructura alargada no incrustante y quebradiza y que no se acumula en el interior de una conducción de agua si existe una corriente de agua que la arrastre y mantenga en suspensión. Además, este cristal tiene la propiedad de retirar antiguas incrustaciones de calcita que, dependiendo de su espesor y edad, puede llegar a ser una limpieza completa.

El proceso de creación de los cristales de carbonato cálcico se puede dividir en tres etapas:

- Periodo de inducción: tiempo que pasa desde la creación de la primera molécula de carbonato cálcico hasta la formación de los primeros núcleos.

- Nucleación: durante el que tiene lugar el crecimiento de pequeñísimos núcleos.

- Crecimiento del cristal: en el que se produce la formación de la estructura cristalina con mayores dimensiones.

La formación de estos cristales de carbonato cálcico se ve influida por múltiples factores que, en orden de mayor a menor importancia, son:

1) Contenido de calcio:

Se trata del parámetro más importante de todos. A mayor contenido de calcio mayor cantidad de cal. Sin embargo, la cantidad final de carbonato cálcico que precipita está determinada por la cantidad de bicarbonatos, molécula con la que el calcio previamente se une para formar carbonatos. Así que, a mayor dureza temporal mayor nivel de saturación y mayor cantidad de cal.

Ca2+ 2 HCO3- <=> CaCO ³ + CO2 H2O

2) pH:

El efecto del pH tiene una influencia muy destacada y es más significativo que la temperatura. Se ha demostrado experimentalmente que un incremento del pH de 7 a 8 genera incrustaciones cinco veces más que un cambio de temperatura de 70 °C en muestras de igual dureza.

3) Temperatura

Por su parte, a mayor temperatura más CO2 se desprende y por tanto se crean más incrustaciones debido al desequilibrio en la reacción anterior. Además, a mayor temperatura el período de inducción se acorta. La temperatura es importante también por otros motivos. Uno de ellos es que normalmente la primera fase de cristalización empieza por la formación de aragonita, especialmente a altas temperaturas, pero después recristaliza y forma calcita puesto que por debajo de 50 °C - 60 °C la calcita es el cristal termodinámicamente más estable. Por encima de ese límite la aragonita es el cristal que se forma y en ese margen los dos cristales pueden estar presentes. De esa manera se ha comprobado en calderas que, en pruebas de corta duración y alta temperatura, se han encontrado depósitos de aragonita sobre las resistencias eléctricas.

4) Caudal de agua:

Las incrustaciones se reducen en tanto el caudal de paso del agua es reducido. También se puede decir que, a mayor velocidad de paso del agua, mayor aporte de calcio.

5) Calidad de agua

La presencia de impurezas puede influir significativamente en el proceso de formación de cristales. Los iones Fe2+, Mg2+, Ni2+, Co2+, Zn2+, Cu2+ favorecen la formación de aragonita, mientras que los iones Mn2+, Cd2+, Sr2+, Pb2+ y Ba2+ favorecen la de calcita.

6) Material de las canalizaciones

La adherencia de las incrustaciones a cualquier superficie depende de la naturaleza del material. Así podemos citar de mayor a menor adherencia: cobre, aluminio, acero galvanizado, latón, acero inoxidable.

Por tanto, la modificación del proceso de creación de los cristales de cal puede realizarse de manera externa. Así, es ampliamente conocido que el zinc es uno de los iones que mejor se comporta para impedir la formación de incrustaciones de cal. Dicho metal puede encontrarse en el mercado en diferentes formatos y aleaciones que van desde lingotes puros hasta aleaciones muy conocidas y apreciadas en la industria como la familia de Zamak (2, 3, 5) o la familia Galfan (5, 10, 15).

La presencia de iones de zinc afecta al proceso de creación de los cristales de carbonato cálcico, en sus diferentes etapas:

A) Período de inducción

El zinc retrasa el periodo de inducción, tanto más cuanta mayor cantidad de zinc exista en relación con la cantidad de calcio presente en el agua. Dicho efecto empieza a notarse por encima de una relación en peso de 0,06*10-3 Zn/Ca.

También la precipitación del carbonato cálcico comienza a un mayor pH en presencia de zinc.

Así mismo, la inhibición del crecimiento de los cristales se produce de manera parcial o completa dependiendo de la ratio Zn/Ca.

B) Nucleación:

Debido a que el zinc precipita preferentemente como carbonato de zinc y ese cristal es muy parecido a la calcita, bloquea el crecimiento y provoca que el carbonato cálcico precipite en forma de aragonita.

La relación descrita anteriormente (0,06*10-3 Zn/Ca) se ha demostrado insuficiente para conseguir una formación de aragonita aceptable en una instalación de fontanería ordinaria y es objeto de esta invención aumentar las cantidades de zinc a disolver en el agua.

Tampoco es necesario una gran cantidad de zinc para obtener una formación completa de todos los cristales en aragonita para que la instalación de fontanería esté libre de problemas de cal. Esto es así porque los cristales de aragonita tienen la capacidad de arrastrar y limpiar tanto antiguas como nuevas incrustaciones de calcita.

C) Crecimiento del cristal:

El zinc provoca un crecimiento más lento de los cristales. No hay que olvidar que, en el resultado final tanto de conversión de cristales como de inhibición, los parámetros químicos hablados anteriormente influyen en el resultado final.

Existe en el mercado una amplia variedad de dispositivos antiincrustantes que protegen las instalaciones de agua frente a las incrustaciones calcáreas gracias a la disolución de zinc por medios electrolíticos en el seno de una celda galvánica compuesta por un ánodo hecho de zinc, ya sea puro o una aleación del mismo, y un cátodo de cobre o latón.

La principal ventaja de esta técnica de tratamiento del agua es la ausencia de mantenimiento a lo largo de la vida del dispositivo, todo ello unido a una instalación sencilla de un dispositivo que ocupa poco espacio. Evidentemente, llegado el momento de agotamiento del ánodo de zinc, es necesario volver a colocar una unidad nueva.

Las principales desventajas del funcionamiento de estos dispositivos se pueden resumir en lo siguiente:

- A medida que el agua pasa a través de la celda galvánica, el zinc reacciona con algunos compuestos (especial mención a lo sulfatos) y se crean depósitos en su superficie que dificultan la liberación de zinc.

- Debido a ello, las cantidades de zinc disueltas pueden no alcanzar las concentraciones mínimas para el buen funcionamiento en todo el período de vida operativo. Por tanto, puede suceder que en los primeros meses los resultados sean correctos pero llegado un momento, los mismos no aparecen debido a que las concentraciones de zinc no son suficientes.

Para mantener la ratio mínima descrita de 0,06*10'3 Zn/Ca se puede hacer dos cosas. La primera es conseguir desde un principio que las cantidades de zinc disueltas sean lo más altas posibles para que, a medida que avance la vida operativa del dispositivo, dichas cantidades estén siempre por encima del umbral descrito. La segunda es limpiar la superficie del ánodo de zinc para recuperar su rendimiento inicial.

La patente GB2531635 pretende aumentar las cantidades de zinc a disolver en el agua y la proporcionalidad de las mismas al caudal de paso gracias a la inserción de un circuito eléctrico que modifica la intensidad de corriente en la celda galvánica en conexión con un caudalímetro y un controlador electrónico. Los principales inconvenientes de esa propuesta son un elevado coste final del dispositivo y su complejidad.

Por tanto, el principal problema de la técnica del tratamiento del agua basada en la disolución de zinc por parte de los dispositivos que trabajan de manera electrolítica es la disminución de la concentración que aportan con el paso del tiempo y que repercute negativamente:

1) En el resultado a obtener cuando las aguas superan determinado nivel de contenido de calcio. Por encima de 80 mg/l de calcio se puede decir que no hay suficiente zinc para superar la ratio 0,06*10-3 Zn/Ca.

2) La ausencia de resultados pasado un cierto tiempo de vida operativa ya que los depósitos minerales que se crean en la superficie anódica de manera progresiva disminuyen poco a poco la liberación de iones de zinc.

En el momento que una nueva unidad sea capaz de aumentar los contenidos iniciales de zinc no solo se tendrán unos mejores resultados, sino que además la vida operativa será más amplia. Llegado el momento de ausencia de resultados por falta de iones de zinc, simplemente se puede limpiar el dispositivo durante una hora con un ácido débil de fácil manipulación como el vinagre.

Con el objeto de superar las limitaciones reportadas en el estado del arte en cuanto a soluciones para el tratamiento de las incrustaciones, se propone un nuevo dispositivo para dicho fin.

Descripción de la invención

La presente invención describe un dispositivo de tratamiento del agua para impedir las incrustaciones en conducciones de agua del sector residencial, lo cual incluye desde las tuberías en sí hasta los electrodomésticos, especialmente los que calientan el agua. La presente invención se podrá utilizar en otros sectores donde demuestre su utilidad.

Como se mencionó previamente, la baja concentración de zinc aportada supone el principal problema de los dispositivos actuales. De acuerdo con la presente invención se obtienen valores de zinc por encima de la ratio 0,06*10-3 Zn/Ca para los diferentes caudales medios de referencia. La presente invención está configurada, preferentemente, para un caudal medio de referencia entre 5 - 15 litros / minuto, si bien podría ampliarse a otros caudales mayores. El rango de caudales medios de referencia 5 - 15 litros / minuto, se corresponde con el consumo de agua en una vivienda residencial, donde existen elementos que van de los 12 litros / minuto del grifo de una ducha a los 2 litros / minuto de un lavamanos, si bien una vivienda cualquiera puede contener varios elementos como los descritos funcionando simultáneamente. En este sentido, una vivienda con un solo cuarto de baño presenta un caudal medio de referencia de 5 litros / minuto, mientras que, en una vivienda con dos o tres cuartos de baño, el caudal medio de referencia es de 10 litros / minuto y finalmente en una vivienda con entre cuatro y ocho cuartos de baño, dicho caudal medio de referencia puede estimarse en 15 litros / minuto.

Por tanto, la presente invención se orienta al tratamiento de diferentes caudales medios de consumo en viviendas de diferentes tamaños debido a la capacidad de escalabilidad de la misma, por lo que los anteriores tipos de vivienda quedan cubiertos con el ajuste de la superficie de la celda galvánica empleada.

Debido a los depósitos de minerales que aparecen en la superficie anódica de manera progresiva por el paso del agua, la presente invención puede requerir la retirada de dichos depósitos por medio de un agente ácido de fácil utilización como, por ejemplo, el vinagre.

Adicionalmente, para aquellos casos donde el caudal de paso del agua es más o menos fijo, se podrá hacer una propuesta de concentración de zinc para dicho caudal.

Teniendo estos factores en cuenta, el dispositivo presenta un medio antiincrustaciones configurado para impedir la formación de incrustaciones de cal en la conducción de agua, en forma de pila galvánica, al comprender al menos un elemento catódico y un elemento anódico de sacrificio. El dispositivo presenta un cuerpo principal que envuelve al medio antiincrustaciones y es adaptable a una conducción del agua, presentando una entrada y una salida del flujo de agua que conectan el dispositivo en la instalación.

La aleación más favorable para conseguir una mayor concentración de zinc disuelta en el agua y que pasa a través de una celda galvánica es aquella cuyos valores de zinc se encuentran entre 89,5 y el 99,5 % y de aluminio se encuentran entre el 0,5 y el 10 %. Adicionalmente, estas aleaciones pueden contener un contenido menor al 0,5 % del resto de aleantes. Entre estos aleantes adicionales, se incluye el cobre y el magnesio, así como otros aleantes inevitables presentes por debajo del 0,1%.

El elemento catódico, alternativamente al cobre, puede estar fabricado con otros materiales, como el latón. Si bien es cierto que la intensidad eléctrica registrada en la celda entre el ánodo y el cátodo tiene pequeñas diferencias a favor del cobre frente al latón, en cuanto a las concentraciones de zinc registradas entre uno y otro cátodo, es donde se aprecia como el cobre es la realización preferente para el elemento catódico.

En una realización preferente, el elemento anódico de sacrificio del dispositivo es una aleación de zinc denominada Zamak-3. El Zamak-3 es una aleación de base Zn que contiene un 3,5-4,3% de aluminio, y en menor cantidad el cobre (inferior a 0,25%) o el magnesio (0,02 -0,05%). Apenas contiene otros aleantes (hierro, plomo, cadmio, estaño), los cuales también están presentes por debajo del 0,1%. Esta aleación se utiliza habitualmente en talleres de inyección para poder moldear cualquier pieza. El bajo contenido en aluminio de la aleación es de especial relevancia a la hora de cumplir la legislación de aguas potables, donde se establece un valor límite de contenido de aluminio en el entorno de los 200x10-3 mg/l. Por tanto, la utilización de dicha aleación en el elemento anódico de sacrificio conduce a mejores resultados frente a otras soluciones conocidas previamente, por lo que se logra una mejora relevante en el tratamiento de conducciones de agua.

Así mismo, la separación de los elementos anódicos y catódicos del dispositivo según la presente invención es la menor posible. Una menor separación entre el cátodo y el ánodo genera una mayor liberación de iones de zinc. Adicionalmente, una forma de optimizar una determinada disposición de un elemento anódico de sacrificio es colocar un elemento catódico a ambos lados para así extraer el máximo de su superficie. Sin embargo, en su conjunto, la separación entre el elemento catódico y el anódico debe ser coherente con el flujo de agua, es decir, cuanto más próximos estén los elementos catódicos y anódicos, mayor pérdida de presión se crea en el interior del dispositivo y esa pérdida, no debe ser superior a la admisible por la instalación.

Puesto que los depósitos de minerales inevitablemente van a aparecer a lo largo del tiempo de vida útil del dispositivo y que el ánodo basado en zinc se va consumiendo por su misma incorporación al agua, aunque el cátodo de cobre permanece inalterado, es necesario realizar una conexión eléctrica de la pila galvánica que asegure la unión entre los elementos. Esto se consigue gracias a tornillos y/o elementos de apoyo fabricados en acero inoxidable.

Por otro lado, un aumento de superficie en el elemento anódico de sacrificio, dejando fijo el elemento catódico, genera el mismo aumento de intensidad eléctrica que si hacemos la misma operación de manera inversa. Si se aumentan las dos superficies del elemento catódico y anódico al mismo tiempo, la intensidad crece en la misma proporción. Por tanto, la presente invención presenta una configuración de paridad, sin necesidad de establecer una relación fija de superficies entre el elemento catódico y anódico, aunque, si una superficie es mayor que otra, se registra una mayor intensidad respecto de la paridad más baja.

De cara a la fabricación, se busca aquella solución que permita una escalabilidad. Una vez se dispone de un modelo de una pila galvánica para un caudal de referencia, las siguientes realizaciones de la invención comprenden la adición de, al menos, otro par, con el solo límite de las pérdidas de presión que se crean en el flujo del agua.

Se proponen dos configuraciones básicas:

) Una donde las superficies de los elementos anódicos y catódicos se disponen de manera perpendicular al paso del agua.

) Otra donde las superficies de los elementos anódicos y catódicos se disponen paralelas a la dirección del agua.

En ambas configuraciones, se disponen elementos anódicos y catódicos intercalados, que generan un contacto suficiente para aportar al agua la cantidad de zinc suficiente para impedir la formación de incrustaciones de cal en la instalación de fontanería objeto de protección. En las figuras, se muestran los siguientes elementos:

1. Dispositivo

2. Entrada del cuerpo principal

3. Salida del cuerpo principal

4. Cuerpo principal

5. Medio antiincrustaciones

6. Elemento anódico de sacrificio

7. Elemento catódico

8. Medio de soporte

9. Cruceta

10. Tornillo

11. Conducción

A lo largo de la descripción y las reivindicaciones la palabra "comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, componentes o pasos. Además, la palabra "comprende" incluye el caso "consiste en". Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención. Los siguientes ejemplos y dibujos se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que sean limitativos de la presente invención. Además, la presente invención cubre todas las posibles combinaciones de realizaciones particulares y preferidas aquí indicadas.

Breve descripción de las figuras

La Figura 1 muestra de forma esquemática la disposición de un dispositivo objeto de la invención intercalado en una conducción de agua.

La Figura 2 muestra una realización de un medio antiincrustaciones, que comprende una pila galvánica, donde el elemento anódico de sacrificio y el elemento catódico del medio antiincrustaciones son un conjunto de discos anódico-catódico.

La Figura 3 muestra una sección de una realización de un dispositivo objeto de la invención con un medio antiincrustaciones donde el elemento anódico de sacrificio y el elemento catódico del medio antiincrustaciones son tubos concéntricos

La Figura 4 muestra un corte del perfil de una realización de un dispositivo con un medio antiincrustaciones, donde el elemento anódico de sacrificio y el elemento catódico del medio antiincrustaciones son tubos concéntricos.

La Figura 5 muestra una realización de una cruceta del medio de soporte.

La Figura 6 muestra una realización de un dispositivo objeto de la invención con sección cuadrada con un medio antiincrustaciones, donde el elemento anódico de sacrificio y el elemento catódico del medio antiincrustaciones, que comprende una pila galvánica, son láminas anódicas y catódicas.

La Figura 7 muestra un corte del perfil de una realización de un dispositivo con sección cuadrada con un medio antiincrustaciones, donde el elemento anódico de sacrificio y el elemento catódico del medio antiincrustaciones son láminas anódicas y catódicas.

Descripción detallada de la invención

La Figura 1 muestra de forma esquemática la disposición de un dispositivo (1) objeto de la invención intercalado en una conducción (11) de agua. Para ello, el dispositivo (1) comprende un cuerpo principal (4), con una entrada (2) y una salida (3), adaptables a una conducción (11) de agua.

Específicamente, en esta Figura 1 se muestra un dispositivo (1) con un medio antiincrustaciones (5) que comprende una pila galvánica, con al menos un elemento cátodico (7) y un elemento anódico de sacrificio (6). Dicho medio antiincrustaciones (5) requiere la presencia de un medio de soporte (8) para su fijación al cuerpo principal (4).

Como se mencionaba anteriormente, se pueden distinguir aquellas configuraciones donde los elementos anódicos y catódicos se disponen de manera perpendicular o paralela a la dirección del flujo de agua.

La Figura 2 muestra una realización de un medio antiincrustaciones (5), donde el elemento anódico de sacrificio (6) y el elemento catódico (7) del medio antiincrustaciones (5) son un conjunto de discos anódico-catódico.

Como se aprecia en esta realización, cada disco de los elementos anódicos (7) y catódicos (6) están dispuestos de manera perpendicular al flujo de la conducción (11) de agua. Así, tomando como cuerpo principal (4) del dispositivo (1) una tubería circular de cobre, dicha configuración presenta un medio de soporte (8), en forma de eje, compuesto preferentemente de una varilla roscada de acero inoxidable, donde se colocan de manera alternada un disco catódico y otro anódico para que en todo caso cada cara del elemento anódico se enfrente a otra del elemento catódico.

De este modo, la separación entre cada elemento catódico (7) y elemento anódico de sacrificio (6), se puede conseguir tanto con arandelas como con tornillos de acero inoxidable.

El tamaño de la apertura de los huecos de paso de agua tanto en el elemento anódico de sacrificio (6) como en el elemento catódico (7) es coherente con el diámetro de entrada del agua. El agua va desde la zona central, donde se encuentra el eje del medio de soporte (8), hasta el contorno interior del cuerpo principal (4). Eso se logra con al menos una perforación en la parte central del elemento anódico de sacrificio (6) y una disminución del diámetro del elemento catódico (7); o bien, en otras realizaciones, con aperturas en la parte exterior del elemento anódico de sacrificio (6) y en el interior del elemento catódico (7).

Evidentemente, el número de discos depende del contenido final de zinc que se quiera obtener.

La principal desventaja de esta configuración es la alta pérdida de carga que se produce en el caudal de agua, no admisible en el marco de una vivienda. Aunque esta configuración no es recomendada para soluciones en viviendas, donde la pérdida de carga es muy elevada, puede ser empleada en otra conducción donde esta pérdida de carga pueda ser asumible por la instalación.

Para una realización donde los elementos anódicos (6) y catódicos son cinco anillos anódicos basados en zinc de espesor 8 mm y seis discos catódicos de espesor 1 mm, con una ventana de paso de agua en cada disco, para una tubería de diámetro 15 mm y una entrada de agua en el dispositivo con un diámetro igualmente de 15 mm (la que se puede encontrar fácilmente en una vivienda con un solo cuarto de baño), separados entre sí 4 mm e insertados en un cuerpo principal, constituido por un tubo de cobre de 40 mm de diámetro interior, se han encontrado pérdidas de presión para velocidades del agua de 2 m/s (caudal de 21,2 litros / minuto) de 0,2 bar pero a velocidades de 3,5 m/s (caudal de 37,11 litros / minuto) puede llegar a 1,3 bar.

Por tanto, la aceptación de esta configuración pasa por la aceptación de una gran pérdida de presión por encima de determinado límite de caudal.

Una realización preferente del dispositivo (1) se logra con una disposición del medio antiincrustaciones (5), donde las superficies principales de los elementos anódicos y catódicos se encuentran de forma paralela al flujo de agua.

La Figura 3 y la Figura 4 muestran una realización de un dispositivo (1) objeto de la invención con un medio antiincrustaciones (5), que comprende una pila galvánica, donde tanto los elementos anódicos (6) como los elementos catódicos (7) son tubos concéntricos.

En primer lugar, en la Figura 3 se muestra la sección de dicho dispositivo (1), mostrando cada uno de los tubos empleados, así como las ventanas de paso del agua.

El dispositivo (1) comprende un cuerpo principal (4) con una entrada (2) y una salida (3) del flujo de agua, con un medio antiincrustaciones (5), situado entre la entrada (2) y la salida (3).

Específicamente, en la Figura 3, se muestra una realización con dos elementos anódicos, un primer cilindro, preferentemente macizo, en el centro del medio antiincrustaciones (5) del dispositivo y un segundo cilindro hueco situado entre dos tubos catódicos. De este modo, se genera una configuración del medio antiincrustaciones (5) que alterna tubos anódicos y catódicos, dejando entre ellos una ventana de paso de agua, de modo que el flujo de agua que fluye por dichas ventanas está en contacto tanto con el cátodo como con el ánodo de la pila galvánica.

Por tanto, dicha realización preferente del medio antiincrustaciones (5) comprende un doble ánodo de sacrificio (6) y doble cátodo (7) contenidos en un tubo cobre de 42 mm de diámetro para diámetros nominales de entrada del dispositivo de 16 mm, 20 mm y 27 mm. La disposición de los elementos es la siguiente:

- Primer ánodo en forma de cilindro macizo con un diámetro de 16 mm,

- Primera ventana de paso de agua de 2 mm,

- Primer cátodo: cilindro hueco con un diámetro de 22 mm y espesor de 1mm,

- Segunda ventana de paso de agua de 2 mm,

- Segundo ánodo: cilindro hueco con un diámetro de 35 mm y espesor 4,5 mm, - Tercera ventana de paso de agua de 2,5 mm, y

- Segundo cátodo: cilindro hueco con un diámetro de 42 mm y espesor de 1 mm

La Figura 4 muestra un corte del perfil de una realización de un dispositivo (1) con un medio antiincrustaciones (5) donde el elemento anódico (6) y el elemento catódico (7) son tubos concéntricos. Dicho corte se corresponde con la realización del dispositivo (1) mostrada en la Figura 3.

Tal y como se aprecia en la Figura 4, el dispositivo (1) presenta un cuerpo principal (4) de forma tubular, donde el agua fluye en su interior. En una realización alternativa del dispositivo (1), la entrada (2) y salida del (3) cuerpo principal (4) presenta una rosca, configurada para facilitar la unión a la conducción del agua a tratar.

El medio antiincrustaciones (5) configurado para impedir la formación de incrustaciones de cal está realizado por unidades, las cuales pueden ser enlazadas, dando lugar a dispositivos con mayores dimensiones. En la Figura 4, a diferencia con la realización mostrada en la Figura 1, se muestra específicamente un medio antiincrustaciones (5) con tres unidades enlazadas por una unión machihembrada.

Para facilitar tanto el paso de agua a través del dispositivo (1) como la fijación de la pila galvánica constituyente del medio antiincrustaciones (5) en el interior del mismo, es necesaria la utilización de un medio de soporte (8) en el caso donde la pila galvánica presenta una forma cilíndrica a su vez dentro de un conducto de cobre. Para garantizar la unión eléctrica en el corto y largo plazo en tanto que los depósitos de minerales en el elemento anódico de sacrificio (6) pueden impedirla, se utiliza una cruceta (9), preferiblemente de acero inoxidable, en cada uno de uso de los extremos del medio antiincrustaciones.

La unión eléctrica en la pila galvánica queda adicionalmente asegurada gracias a al menos un tornillo (10), preferiblemente de acero inoxidable, que fija los tres elementos interiores y mantendrá el contacto eléctrico con el tubo por simple presión de la cabeza del tornillo (10) con la superficie interior del tubo. Como es conocido, el acero inoxidable es estable en contacto con el agua potable y no aporta ninguna contaminación al medio.

La Figura 5 muestra una realización de una cruceta del medio de soporte. Estas crucetas (9) no solo aseguran el paralelismo y separación de todos estos elementos del medio antiincrustaciones (5) que comprende la pila galvánica, sino que gracias a un elemento mordiente al conjunto de tubos interiores y una presión suficiente al tubo exterior por una unión dentada, garantiza dichos contactos entre los elementos de la pila galvánica.

Para conjuntos como los descritos de 7 cm de longitud y una entrada de 15 mm de diámetro se han llegado a registrar concentraciones de zinc por encima de la ratio 0,06*10-3 Zn/Ca en aguas muy duras para caudales de 5 litros/min al inicio de su puesta en marcha con pérdidas de presión de 0,04 bar para velocidades del agua de 3,5 m/s.

Por tanto, los dispositivos cuyo diámetro de entrada es de 20 mm y 27 mm y que responden a viviendas tipo cuyo caudal de referencia es 10 litros / minuto y 15 litros / minuto quedan resueltas por la simple adición de un segundo y un tercer cuerpo como el descrito para hacer celdas galvánicas de 14 y 21 cm de longitud, aproximadamente. Las pérdidas de presión registradas son asumibles en el marco del sector residencial.

Por último, en la Figura 6 y la Figura 7 se muestra una realización de un dispositivo (1) objeto de la invención con sección cuadrada con un medio antiincrustaciones (5) donde el elemento anódico (6) y el elemento catódico (7) del medio antiincrustaciones (5) son láminas anódicas y catódicas alternadas, preferentemente realizadas en una aleación de zinc y cobre, respectivamente.

En esta configuración, el dispositivo (1) presenta un cuerpo principal (4) en forma de tubo cuadrado, preferentemente de acero inoxidable, utilizado como contenedor de las pilas galvánicas. Su disponibilidad en el mercado es relativamente sencilla para muchas medidas y no hay problema en su contacto con el agua potable.

En una realización específica, el cuerpo principal (4) de sección cuadrada presenta unas medidas exteriores 100 mm x 100 mm para entradas en el dispositivo de diámetros 35 mm, 42 mm y 54 mm.

Debido a que el movimiento del agua en el interior de una conducción (11) de mayores dimensiones que otra que le precede, tiende a ir por el centro de la misma, la forma y disposición de las láminas del elemento anódico (6) tienen que desplazar el conjunto del agua que se recibe de manera uniforme a todas las ventanas de paso del agua.

De esta forma, en una realización preferente, el elemento anódico (6) del medio antiincrustaciones (5) presenta un diseño laminado, donde las láminas anódicas presentan un mayor espesor en su tercio central y cuyas separaciones del elemento catódico aumentan conforme nos alejamos del centro de la sección del cuerpo principal (4). De este modo, la separación entre la lámina anódica y la lámina catódica es mayor en la zona periférica de las láminas del medio antiincrustaciones que en el centro.

El aseguramiento del contacto eléctrico en la pila se conseguirá nuevamente mediante un medio de soporte (8):

- En primer lugar, el medio de soporte (8) consta de un tornillo (10), preferiblemente de acero inoxidable, que atraviesa el centro de cada lámina de los elementos anódicos (6) y catódicos (7) y que, preferiblemente por roscado en ellas, mantiene el contacto eléctrico de todas ellas.

- En segundo lugar, el medio de soporte (8) dispone de una fijación del conjunto de láminas, por ejemplo, mediante al menos una varilla, preferiblemente de acero inoxidable, roscada que fija una separación adecuada para el paso del agua entre las láminas del elemento anódico (6) y catódico (7). De forma similar a casos anteriores, la separación de las láminas puede lograrse, por ejemplo, a través de arandelas y/o tuercas de acero inoxidable.

Por tanto, el empleo de cualquiera de las realizaciones descritas en la presente invención logra impedir la formación de incrustaciones de cal en una conducción de agua, incrementando la durabilidad de estas conducciones.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo para impedir la formación de incrustaciones de cal en una conducción (11) de agua que comprende un cuerpo principal (4) con una entrada (2) y una salida (3), y un medio antiincrustaciones (5) configurado para impedir la formación de incrustaciones de cal, situado en el interior del cuerpo principal (4), entre la entrada (2) y la salida (3), que comprende una pila galvánica, con al menos un elemento cátodico (7) y un elemento anódico de sacrificio (6), y un medio de soporte (8) de la pila galvánica configurado para fijarse al cuerpo principal (4); caracterizado porque el elemento anódico de sacrificio (6) está realizado en una aleación que comprende zinc entre 89,5-99,5% y aluminio entre el 0,5 y el 10 %.

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, donde el ánodo de sacrificio (6) comprende además un contenido del resto de aleantes por debajo de 0,5 %.

3. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1a 2, donde el elemento anódico (7) y el elemento catódico (6) del medio antiincrustaciones (5) son un conjunto de discos, y el medio de soporte (8) es un eje sobre el que se disponen los discos, donde el conjunto de discos alterna un disco anódico con un disco catódico, donde cada disco comprende al menos una perforación configurada para el paso del agua.

4. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, donde el elemento anódico (7) y el elemento catódico (6) del medio antiincrustaciones (5) son un conjunto de tubos concéntricos, donde dicho conjunto de tubos concéntricos alterna un tubo catódico y un cilindro anódico, separados por una ventana de paso del agua.

5. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 4, donde el medio antiincrustaciones (5) comprende un cilindro macizo en el centro de la sección del conjunto de tubos concéntricos.

6. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 5, donde el medio de soporte (8) comprende una cruceta (9) situada en cada extremo del medio antiincrustaciones (5) y al menos un tornillo (10) en contacto eléctrico con cada uno de los tubos concéntricos.

7. Dispositivo (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, donde el elemento anódico (7) y el elemento catódico (6) del medio antiincrustaciones (5) son un conjunto de láminas formado por al menos una lámina anódica y una lámina catódica, donde dicho conjunto de láminas están separadas por una ventana de paso del agua.

8. Dispositivo (1) de acuerdo con la reivindicación 7, donde el conjunto de láminas del medio antiincrustaciones (5) alterna una lámina anódica y una lámina catódica.

9. Dispositivo (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 8, donde la lámina ánódica del medio antiincrustaciones (5) presenta un mayor espesor en su tercio central.

10. Dispositivo (1) de acuerdo con la reivindicación 9, donde la separación entre la lámina anódica y la lámina catódica es mayor en la zona periférica del medio antiincrustaciones que en el centro.

11. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, donde el elemento catódico (7) es cobre.

12. Dispositivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, donde el elemento anódico (8) es Zamak-3.