CAMPO DE APLICACIÓN

La presente invención se relaciona a las tecnologías limpias o uso eficiente de la energía sin bajar las prestaciones finales para el usuario. Más específicamente esta tecnología se relaciona a los sistemas reguladores de caudal que permiten combinar dos fluidos, que normalmente es agua, provenientes de las siguientes tres fuentes de fluido: calefactores convencionales, calefactor de energía renovable y fuente de fluido a temperatura ambiente o fría de la red.

Se entiende por calefactores convencionales a: calderas; termos o calefón que usan energías tradicionales tales como energía eléctrica, gas, madera o leña, y/o proveniente de combustibles fósiles. Se entiende por calefactor de energía renovable a calefactores que usan energía solar, geotérmica, eólica, mareomotriz entre otras energías renovables, para calentar el fluido.

Aun más específicamente, la presente invención es un dispositivo que permite optimizar el uso energético para calentar un fluido, que preferentemente es agua, al combinar dos fluidos provenientes tres fuentes de fluido, calefactores convencionales, calefactor de energía renovable y fuente de fluido a temperatura ambiente o fría de la red y de tal manera de obtener a la salida, un fluido con una temperatura y flujo regulado y deseado por el usuario, uniformemente variable. Su uso puede ser tanto domiciliario como industrial.

ANTECEDENTES Se han encontrado en el arte previo diferentes dispositivos que tienen más de una entrada de fluido con al menos una salida de fluido, que generalmente es agua, entre ellas está la solicitud de patente EP0198129 que corresponde a una válvula con 3 o 5 vías, con un sistema de sellado eficiente y control automático. Dicha válvula es capaz de recibir un flujo desde cuatro ductos diferentes para su bloqueo o redirección sin posibilidad de mezcla alguna entre los flujos, lo cual no permite la conexión simultánea de dos entradas, mezclar los fluidos de entrada dentro de la bola y luego salir por una misma salida. PROBLEMA TÉCNICO

Los calefactores de energía renovable de agua tienen el inconveniente que en ciertas épocas del año no son capaces de elevar la temperatura del agua a la temperatura deseada por el usuario, la que normalmente para una ducha, lavamanos o lavaplatos, se encuentra entre 20°C a 40°C aproximadamente. En tal caso se debe reemplazar dicho calefactor de energía renovable por un calefactor convencional para calentar el agua. El cambio de un calefactor a otro es molesto para el usuario, generalmente complejo o lento y normalmente no optimiza el uso de la energía.

Para poder optimizar el uso energético, lo que redunda en optimizar el uso de los calefactores solares, se necesita un dispositivo que permita mezclar selectivamente y de manera gradual, el fluido proveniente de dos de las siguientes tres fuentes de fluido, calefactores convencionales, calefactor de energía renovable y fuente de fluido a temperatura ambiente o fría de la red de fluido, tal como agua.

O sea, el presente dispositivo debe ser capaz de mezclar los fluidos provenientes de las tres fuentes indicadas anteriormente, en proporción uniformemente variable y controlar el flujo total del fluido que entrega en forma continua, ya sea tanto la temperatura como en el caudal suministrado y de manera simple e intuitiva. Además, dicho dispositivo debe de ser capaz de conectar de manera directa una fuente de fluido con la salida y también permitir la desconexión total.

SOLUCIÓN TÉCNICA

Para poder mezclar selectivamente, de manera continua unos fluidos proveniente de: calefactores convencionales; calefactores de energía renovable y proveniente de la red, en una sola salida, y que entregue un fluido regulado tanto en temperatura como en caudal, usando eficientemente la energía y de manera intuitiva, el presente dispositivo mezclador y regulador de caudal es una llave monomando o llave de bola de cuatro vías que comprende tres entradas y una salida.

Se entiende por llave monomando, a una llave de paso de fluido con un único medio de accionamiento o mando, cuyas funciones son la regulación de caudal y de la temperatura del fluido a través de la mezcla de fluido frío con el caliente. Dicha regulación del caudal y temperatura se realiza mediante el accionamiento de un medio de accionamiento, que normalmente es una palanca, al desplazar un disco o placa móvil superior respecto, de un disco o placa fija inferior la cual es más grande que la placa móvil. El agua se mezcla en el interior de la llave, conocido como cartucho y sale por un orificio de salida hacia la salida de la llave. El disco o placa móvil superior y el disco o placa fija inferior son normalmente de cerámica.

Se entiende por llave de bola, a una llave de paso que sirve para regular el flujo de un fluido, en donde el regulador es una bola perforada, que permite cerrar el paso o abrir el paso de fluido a través una perforación en la bola. La llave de bola también tiene un único medio de accionamiento o mando, el cual comanda la posición de la bola perforada.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La figura 1 representa un esquema de la geometría y perforaciones de las tres entradas y una salida, de una placa fija de la llave monomando (105). La figura 2 representa un esquema de la geometría de la placa móvil (106) y unos medios de conexión e interrupción de fluido de la llave monomando (107) de una llave monomando.

La figura 3a representa un esquema de posición relativa de la placa móvil (106) y la placa fija de llave monomando (105), con el máximo de caudal proveniente de un calefactor de energía renovable.

La figura 3b representa un esquema de posición relativa de la placa móvil (106) y la placa fija de llave monomando (105), en posición de 100% de fluido proveniente de un calefactor de energía renovable y cierre o cero caudal.

La figura 3c representa un esquema de posición relativa de la placa móvil (106) y la placa fija de llave monomando (105), con caudal intermedio proveniente de un calefactor de energía renovable.

La figura 4a representa un esquema de posición relativa de la placa móvil (106) y la placa fija de llave monomando (105), con el máximo de caudal proveniente de una fuente de fluido a temperatura ambiente o fría de la red.

La figura 4b representa un esquema de posición relativa de la placa móvil (106) y la placa fija de llave monomando (105), en posición de un 100% de fuente de fluido a temperatura ambiente o fría de la red en cierre o cero caudal.

La figura 4c representa un esquema de posición relativa de la placa móvil (106) y la placa fija de llave monomando (105), con caudal intermedio proveniente de una fuente de fluido a temperatura ambiente o fría de la red.

La figura 5a representa un esquema de posición relativa de la placa móvil (106) y la placa fija de llave monomando (105), con el máximo de caudal proveniente de un calefactor convencional.

La figura 5b representa un esquema de posición relativa de la placa móvil (106) y la placa fija de llave monomando (105), en posición de 100% de caudal proveniente de un calefactor convencional en cierre o cero caudal. La figura 5c representa un esquema de posición relativa de la placa móvil (106) y la placa fija de llave monomando (105), con caudal intermedio proveniente de un calefactor convencional.

La figura 6a representa un esquema de posición relativa de la placa móvil (106) y la placa fija de llave monomando (105), en posición de máximo de caudal, en donde el fluido proviene de una mezcla de 50% proveniente de un calefactor de energía renovable y un 50% de una fuente de fluido a temperatura ambiente o fría de la red.

La figura 6b representa un esquema de posición relativa de la placa móvil (106) y la placa fija de llave monomando (105), en una posición de una mezcla de 50% de fluido proveniente de un calefactor de energía renovable y un 50% de una fuente de fluido a temperatura ambiente o fría de la red, en cierre o cero caudal.

La figura 6c representa un esquema de posición relativa de la placa móvil (106) y la placa fija de llave monomando (105), con un caudal intermedio proveniente un calefactor de energía renovable y una fuente de fluido a temperatura ambiente o fría de la red.

La figura 7a representa un esquema de posición relativa de la placa móvil (106) y la placa fija de llave monomando (105), en posición de máximo de caudal, en donde el fluido proviene de una mezcla de 50% un calefactor de energía renovable y de un 50% de un calefactor convencional.

La figura 7b representa un esquema de posición relativa de la placa móvil (106) y la placa fija de llave monomando (105), en una posición de una mezcla de 50% de fluido proveniente de un calefactor de energía renovable y un 50% de un calefactor convencional, en cierre o cero caudal.

La figura 7c representa un esquema de posición relativa de la placa móvil (106) y la placa fija de llave monomando (105), con un caudal intermedio proveniente un calefactor de energía renovable y de un calefactor convencional. La figura 8 representa un esquema de la geometría y perforaciones de las tres entradas y una salida, en una configuración preferente de llave de bola, en posición 100% de fluido proveniente de un calefactor de energía renovable.

La figura 9 representa un esquema de la geometría y perforaciones de las tres entradas y una salida, en una configuración preferente de llave de bola, en posición 100% de fluido proveniente de una fuente de fluido a temperatura ambiente o fría de la red.

La figura 10 representa un esquema de la geometría y perforaciones de las tres entradas y una salida, en una configuración preferente de llave de bola, en posición 100% de fluido proveniente de un calefactor convencional.

La figura 11 representa un esquema de la geometría y perforaciones de las tres entradas y una salida, en una configuración preferente de llave de bola, en una posición 50% de fluido proveniente de un calefactor de energía renovable y 50% de fluido proveniente de una fuente de fluido a temperatura ambiente o fría de la red.

La figura 12 representa un esquema de la geometría y perforaciones de las tres entradas y una salida, en una configuración preferente de llave de bola, en una posición 50% de fluido proveniente de un calefactor de energía renovable y 50% de fluido proveniente de un calefactor de convencional, y además muestra el eje de corte (Χ-Χ'), el que se detalla en las figuras (13a, 13b y 13c).

La figura 13a representa una vista en corte (Χ-Χ'), en donde la bola de un conjunto de llave de bola (200) se encuentra en posición 100% abierta, para el paso de fluidos. En esta figura, se muestran además los ejes "Y" y "Z" en torno a los cuales puede girar la bola, con el fin de regular el caudal y la mezcla de fluido de las diferentes fuentes.

La figura 13b representa una vista en corte (Χ-Χ'), en donde el conjunto de llave de bola (200) se encuentra en una configuración de cierre de paso de fluidos.

La figura 13c representa una vista en corte (Χ-Χ'), en donde el conjunto de llave de bola (200) se encuentra parcialmente abierta para el paso de fluidos. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Como se describe en las figuras, la presente invención es un dispositivo que permite mezclar fluido proveniente de tres fuentes de fluido y controlar el flujo de salida en forma uniforme. Preferentemente el fluido es agua. Más específicamente, este dispositivo es una llave de agua que es capaz de mezclar el agua proveniente de tres fuentes y que tenga una única salida. Las fuentes de fluido provienen de un calefactor convencional, de un calefactor de energía renovable y una fuente de fluido a temperatura ambiente o fría de la red.

El presente dispositivo regulador de caudal y mezclador de fluidos, comprende tres entradas (101 , 102, 103, 201 , 202 y 203) con una salida de fluido (104, 204) y unos medios de conexión de fluido (107, 207).

Este dispositivo permite disminuir los requerimientos de energía convencional tal como la eléctrica, leña o de gas a través de la utilización de energía solar u otra fuente de energía renovable, combinando el fluido caliente proveniente de una fuente de calefacción convencional con la de un calefactor de energía renovable. En caso que el fluido del calefactor de energía renovable tiene una temperatura superior a la deseada, la llave permite combinar en forma continua el fluido caliente de dicho calefactor con la cantidad necesaria de fluido frío para obtener la temperatura deseada. En caso que el fluido del calefactor solar tiene una temperatura inferior a la deseada, la llave permite agregarle, de manera gradual, la cantidad necesaria de fluido caliente del calefactor convencional, para que el fluido de salida alcance la temperatura deseada. Además el presente dispositivo, aparte de mezclar las diferentes fuentes de fluido, puede regular el caudal de manera continua y generar el corte total del caudal o caudal cero. Este dispositivo optimiza el uso energético para calentar el fluido o el agua proveniente de los calefactores convencionales. El uso de la llave, es simple e intuitivo. No requiere de calibración ni de ajustes ni de procesos de mantención especiales. Es más, un usuario común que use este dispositivo como llave de agua en la ducha, lavamanos o lavaplatos no vería ninguna diferencia en su uso con respecto a una llave de agua monomando tradicional.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

La presente invención es un dispositivo que optimiza el uso energético, al mezclar selectivamente y de manera gradual y en forma continua el fluido proveniente de un calefactor convencional, de un calefactor de energía renovable y una fuente de fluido a temperatura ambiente o fría de la red, que comprende:

un cuerpo de llave de fluido; al cual se les unen tres conexiones de entrada de fluido,

una salida de fluido ubicada en el cuerpo de la llave de fluido;

un elemento móvil distribuidor de fluido, que está en contacto deslizante con el cuerpo de llave de fluido y que dicho contacto genera sello o estanqueidad; y

un medio de accionamiento unido al elemento móvil distribuidor de fluido, por medio del cual un usuario mueve el elemento móvil distribuidor de fluido, para regular la temperatura y el flujo de fluido, en donde el cuerpo de la llave de fluido comprende:

tres entradas de fluido separadas entre sí, y una salida de fluido, en donde una entrada de las entradas corresponde a un fluido proveniente de un calefactor de energía renovable que está físicamente ubicada entre las otras dos entradas de fluido; y

el elemento móvil, que comprende un medio de conexión e interrupción de fluido, que conecta, una o dos de las entradas de fluidos con la salida de fluido, permitiendo la mezcla de fluido proveniente de dos fuentes de fluido, y permite la desconexión o corte total del fluido con la salida.

En una configuración preferente la llave de fluido es una llave monomando que comprende:

una placa fija de llave monomando (105), que comprende: una entrada de fluido a temperatura ambiente o fría de la llave monomando (101), una entrada de fluido de un calefactor de energía renovable de la llave monomando (102), una entrada de fluido proveniente de un calefactor convencional de la llave monomando (103) y una salida de fluido de la llave monomando (104), por la cual sale un fluido que es el fluido proveniente de un calefactor convencional, de un calefactor de energía renovable o de una fuente de fluido a temperatura ambiente o fría de la red una mezcla de ellos, y la entrada de fluido proveniente de un calefactor de energía renovable de la llave monomando (102), está físicamente ubicada entre la entrada de fluido a temperatura ambiente o fría de la llave monomando (101) y la entrada de fluido proveniente de un calefactor convencional de la llave monomando (103); y

el elemento móvil es una placa móvil (106), en donde la placa móvil (106) es de menor tamaño que la placa fija de llave monomando (105) y la placa móvil (106) que comprende unos medios de conexión de fluido de la llave monomando (107), que conectan una o dos entradas de fluido con la salida de fluido de la llave monomando (104), formando en conjunto una llave monomando (100).

Los medios de conexión de fluido de la llave monomando (107), de la placa móvil (106), es una ranura, en donde dicha ranura conecta una o dos de las fuentes de entrada de fluido con la salida de fluido de la llave monomando (104).

En otra configuración preferente, la placa fija de la llave monomando (105) tiene forma circular y la placa móvil (106) tiene forma de círculo achatado o elipse, en donde el diámetro de la placa fija de llave monomando (105), es ligeramente mayor que el semieje mayor de la placa móvil (106), lo que permite el desplazamiento y la rotación de la placa móvil (106) dentro del conjunto de la llave monomando (100). En otra configuración preferente, la placa fija de la llave monomando tiene forma de círculo achatado o elipse y la placa móvil tiene forma circular, en donde el semieje menor de la placa fija de llave monomando es ligeramente mayor que el diámetro de la placa móvil, no mostrado en las figuras, lo que permite el desplazamiento y la rotación de la placa móvil dentro del conjunto de la llave monomando (100). Se entiende por ligeramente mayor a una distancia del orden de los 0,5 mm. aproximadamente, o sea, placa fija de llave monomando (105) es mayor en al menos 0,5mm. respecto de la placa móvil (106).

En otra configuración preferente, la llave de fluido es una llave de bola que comprende:

un cuerpo de llave de bola (205), que comprende:

una entrada de fluido a temperatura ambiente o fría de la llave de bola (201), una entrada de fluido de un calefactor de energía renovable de la llave de bola (202), una entrada de fluido proveniente de un calefactor convencional de la llave de bola (203) y una salida de fluido de la llave de bola (204), por la cual sale un fluido que es el fluido proveniente de un calefactor convencional, de un calefactor de energía renovable o de una fuente de fluido a temperatura ambiente o fría de la red o mezcla, en donde la entrada de fluido proveniente de un calefactor de energía renovable de la llave de bola (202), está físicamente ubicada entre la entrada de fluido a temperatura ambiente o fría de la llave de bola (201) y la entrada de fluido proveniente de un calefactor convencional de la llave de bola (203); y el elemento móvil, es una bola móvil (206), que comprende un medio de conexión e interrupción de fluido de la llave de bola (207), formando en conjunto la llave de bola (200). Los medios de conexión de fluido de la llave de bola (207), de la bola móvil (206), es una cavidad, en donde dicha cavidad conecta o desconecta una o dos fuentes de fluido con la salida.

En otra configuración preferente, entre el cuerpo de llave de bola (205) y la bola móvil (206) hay un sello de llave de bola (208).

En otra configuración preferente, en la salida de fluido de la llave de bola (204) comprende unos medios de conexión para conectarse con medios para transportar fluido (no mostrados en las figuras).

La llave de bola comprende un medio de accionamiento (209) que está conectado a la bola móvil (206).

Cabe de mencionar, que la bola móvil (206) de la llave de bola puede rotar en torno a los ejes (Y,Z), dentro del cuerpo de llave de bola (205), para regular el caudal desde 0% a 100% al unir las entradas de fluidos (201 , 202 y 203) con la salida de fluido de la llave de bola (204) de manera independiente o mezclar dos fuentes de fluido y a través del medio de conexión e interrupción de fluido de la llave de bola (207). De la misma manera, la placa móvil (106), se desplaza en los ejes (X,Y) respecto de la placa fija de llave monomando (105), para regular el caudal desde 0% a 100% al unir las entradas de fluidos (101 , 102 y 103) con la salida de fluido de la llave monomando (104) de manera independiente o para mezclar dos fuentes de fluido y a través del medio de conexión e interrupción de fluido de la llave monomando (107).

La forma de las perforaciones de entrada de fluido (101 , 102 y 103) y de salida de fluido de la llave monomando (104) ubicadas en la placa fija de llave monomando (105) y los medios de conexión de fluido de la llave monomando (107) ubicadas en la placa móvil (106), pueden variar de acuerdo a la sensibilidad que se desea dar al control de gasto y combinación entre las diferentes fuentes de fluido, dichas formas pueden ser: circulares, elípticas, de gota, trapezoidales, entre otras. De la misma manera, La forma de las perforaciones de entrada de fluido (201 , 202 y 203) y de salida de fluido de la llave de bola (204) ubicadas en la bola móvil (206) y los medios de conexión de fluido de la llave de bola (207), pueden variar de acuerdo a la sensibilidad que se desea dar al control de gasto y combinación entre las diferentes fuentes de fluido, dichas formas pueden ser: circulares, elípticas, de gota, trapezoidales, entre otras.