BR102013011585A2

BR102013011585A2 - ELECTRICAL RESISTANCE FOR WATER HEATING ELECTRICAL APPLIANCES

Info

Publication number: BR102013011585A2
Application number: BRBR102013011585-1A
Authority: BR
Inventors: Claudio Lourenco Lorenzetti
Original assignee: Lorenzetti S A Ind Brasileiras Eletromelaturgicas
Priority date: 2012-07-27
Filing date: 2013-05-09
Publication date: 2014-12-23
Also published as: NI201500003A; MX2015000898A; MX353275B; CN104737621B; ECSP15001803A; CO7180229A2; AR091852A1; PE20150578A1; TWI583242B; WO2014015400A1; HK1212136A1; CN104737621A; GT201500018A; CR20150086A; TW201427474A

Abstract

RESISTÊNCIA ELÉTRICA PARA APARELHOS ELÉTRICOS DE AQUECIMENTO DE ÁGUA. A presente invenção refere-se a uma resistência (20) elétrica de seção transversal não circular para uso em aparelhos elétricos de aquecimento de água, compreendendo pelo menos uma porção de meios de aquecimento (1) e pelo menos dois elementos de associação (2), integrados ou não aos meios de aquecimento (1), configurando uma peça única ou formada por partes obtidas em outra etapa de fabricação, sendo o conjunto obtido por processo de fabricação de chapas contínuas ou não, como estampagem, corte, prensa, dobra e/ou repuxo, utilizando-se ou não, tecnologias como corte à água, a fio (eletroerosão), a laser, estampagem química, prensa magnética, com melhoria da resistência mecânica e previsão de vazios (6) entre os setores condutivos (5) para aumento da eficiência térmica, possuindo também flexibilidade para encaixe em qualquer tipo de aparelho elétrico ou, podendo ser instalada com ou sem suporte mecânico, dielétrico ou não.ELECTRICAL RESISTANCE FOR WATER HEATING ELECTRICAL APPLIANCES. The present invention relates to a non-circular cross-section electrical resistor (20) for use in electric water heating apparatus comprising at least a portion of heating means (1) and at least two association elements (2). integrated or not to the heating means (1), forming a single piece or formed by parts obtained in another manufacturing step, the assembly being obtained by a continuous or non-continuous sheet metal manufacturing process, such as stamping, cutting, pressing, folding and / or drawing, whether or not using technologies such as water-cutting, wire-cutting (electro-erosion), laser, chemical stamping, magnetic press, with improved mechanical strength and void prediction (6) between conductive sectors (5) for increased thermal efficiency, also having the flexibility to fit any type of electrical appliance or can be installed with or without mechanical support, dielectric or not.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "RESISTÊNCIA ELÉTRICA PARA APARELHOS ELÉTRICOS DE AQUECIMENTO DE ÁGUA". A presente invenção refere-se a uma nova configuração construtiva aplicada em uma resistência elétrica para uso em aparelhos elétricos de aquecimento de água com seção transversal não circular dotada de terminais de qualquer seção transversal ou forma geométrica de encaixe. Mais particularmente, a uma resistência elétrica configurada por uma única peça, tal como uma chapa de forma substancialmente alongada e delgada.Report of the Invention Patent for "ELECTRICAL RESISTANCE FOR WATER HEATING ELECTRICAL APPLIANCES". The present invention relates to a new constructional configuration applied to an electrical resistor for use in non-circular cross-section water heaters fitted with terminals of any cross-section or plug-in shape. More particularly, a one-piece electrical resistance, such as a sheet of substantially elongated and slender shape.

Este pedido de patente de invenção reivindica prioridade interna do pedido de patente BR102012018888-0 depositado em 27 de julho de 2012. Descrição Do Estado Da Técnica Há anos, o banho das pessoas em praticamente todo o planeta passou a ser uma atividade comum e diária, sendo que, em locais com disponibilidade de recursos naturais e grande parte da cultura influenciada por diversos costumes, principalmente o indígena, é muito comum o hábito de banhar-se mais de uma vez por dia.This patent application claims internal priority of patent application BR102012018888-0 filed on July 27, 2012. Description Of The Prior Art For years, bathing people in virtually the entire planet has become a common and daily activity, and in places with availability of natural resources and much of the culture influenced by various customs, especially the indigenous, the habit of bathing more than once a day is very common.

Mesmo em locais com recursos escassos, o banho deve ser praticado por motivos de higiene e saúde, conforme estudos e recomendações das mais diversas áreas.Even in places with scarce resources, bathing should be practiced for hygiene and health reasons, according to studies and recommendations from the most diverse areas.

Pesquisas internas recentes realizadas em laboratório constataram que a temperatura média da água do banho, embora apresente algumas variações de acordo com o gosto do usuário, é ligeiramente superior à temperatura do corpo humano em boas condições de saúde, girando em torno de 36°C a 42°C. A imensa maioria dos locais habitáveis do mundo apresenta temperaturas médias menores que a temperatura média da água do banho, razão pela qual existem aparelhos de aquecimento que elevam a temperatura da água para valores adequados ao banho humano.Recent internal laboratory research has found that the average bath water temperature, although varying according to the user's taste, is slightly higher than the human body temperature in good health, around 36 ° C to 42 ° C. The vast majority of habitable places in the world have average temperatures lower than the average bath water temperature, which is why there are heating devices that raise the water temperature to values suitable for human bathing.

Esse incremento de temperatura dá-se pelo fornecimento de e-nergia térmica à água, o qual pode ocorrer através de diversos meios e formas, entre os quais podem ser citados o aquecimento pela queima de algum tipo de gás, do carvão, do petróleo, a geração de vapor, a energia solar, o aquecimento elétrico e outros, e também sistemas híbridos, que apresentam a combinação de dois ou mais meios de aquecimento.This increase in temperature is due to the supply of thermal energy to water, which can occur through various means and forms, including heating by burning some kind of gas, coal, oil, steam generation, solar energy, electric heating and others, as well as hybrid systems, which feature the combination of two or more heating means.

Especificamente em relação ao aquecimento elétrico ou híbrido de elétrico com qualquer outro meio, este acontece através da circulação de corrente elétrica através de um elemento conhecido em eletricidade como resistor elétrico e popularmente chamado de resistência elétrica ou simplesmente resistência pelos técnicos da área de aquecimento de água e também pela população de uma forma geral.Specifically in relation to electric or hybrid electric heating with any other medium, this happens through the circulation of electric current through an element known in electricity as electric resistor and popularly called electric resistance or simply resistance by water heating technicians. and also by the population in general.

Essa circulação da corrente provoca o aumento de temperatura da resistência pelo conhecido efeito Joule, onde a água, ao entrar em contato físico com a resistência, recebe essa energia térmica e, consequentemente, aumenta sua temperatura inicial que, geralmente, é a temperatura ambiente, embora essa água possa vir de locais onde a temperatura inicial é diferente da ambiente, para valores adequados de temperatura.This circulation of the current causes the temperature of the resistance to rise by the known Joule effect, where water, upon physical contact with the resistance, receives this thermal energy and consequently increases its initial temperature, which is usually room temperature, although this water may come from places where the initial temperature is different from the environment, to appropriate temperature values.

Ao longo dos anos, o conhecimento tecnológico proporcionou o aperfeiçoamento, tanto da resistência elétrica como dos aparelhos elétricos e híbridos, tal como, por exemplo, aqueles de aquecimento de água, possibilitando projetar e construir aparelhos e resistências de qualidade superior.Over the years, technological knowledge has led to the improvement of both electrical resistance and electrical and hybrid appliances, such as, for example, water heaters, making it possible to design and build higher quality appliances and resistors.

Muitos fabricantes utilizam em seus aparelhos resistências configuradas por um material condutor resistivo em forma de fio de seção transversal circular, o fio máquina, enrolando-o em espiral ou mola em torno de um eixo axial imaginário. O fio máquina provoca a distribuição das cargas elétricas ao longo da superfície periférica desse condutor, onde a mensura-ção dessa grandeza é conhecida pelos técnicos no assunto como densidade de carga superficial, ou simplesmente carga superficial. Em termos práticos, essa carga é obtida através de uma fração onde o numerador é a potência dissipada naquele trecho da resistência e o denominador é o produto do perímetro da seção transversal do fio condutor pelo comprimento total desse fio, geralmente medida em W/cm2. A resistência, uma vez projetada e produzida, é inserida no respectivo compartimento do equipamento elétrico, tal como um chuveiro elétri- co de aquecimento de água ou similares.Many manufacturers use resistors configured in their resistors, which are formed by a resistive conductive material in the form of a circular cross-section wire, the machine wire by coiling it in a spiral or spring around an imaginary axial axis. The wire leads to the distribution of electrical charges along the peripheral surface of this conductor, where the measurement of this magnitude is known to those skilled in the art as surface charge density, or simply surface charge. In practical terms, this load is obtained through a fraction where the numerator is the power dissipated in that portion of the resistance and the denominator is the product of the cross-sectional perimeter of the conductor wire by the total length of this wire, usually measured in W / cm2. The resistor, once designed and produced, is inserted into the respective compartment of the electrical equipment, such as an electric water heating shower or the like.

Dependendo da aplicação, existem também fios de resistência em forma de fita, no entanto, essa solução tem algumas restrições, tais como, por exemplo, não poderem ser utilizadas em aquecedores de água. Tal deve-se ao fato de que os chuveiros elétricos de aquecimento de água possuem dimensões reduzidas e, também, porque o fio máquina é mais facilmente transformável em forma de espiral do que aquele em forma de fita, o que influencia a decisão pelo quesito custo.Depending on the application, there are also ribbon resistance wires, however, this solution has some restrictions, such as, for example, they cannot be used in water heaters. This is due to the fact that electric water heating showers are small in size and also because the wire rod is more easily spiral-shaped than ribbon-shaped, which influences the decision on cost. .

Cumpre notar que o modo como o fio condutor da resistência está configurado no aparelho determina o tipo de resistência. Tome-se como exemplo uma aplicação de maior complexidade, tal como um chuveiro elétrico. O documento de patente brasileiro MU6301367-3 revela um fio condutor inserido diretamente na água, sem nenhuma proteção envolvente, configurando um aparelho de resistência nua. Alternativamente, quando o fio condutor é envolto por um material isolante elétrico e bom condutor térmico, sendo ainda envolvido por outro material também bom condutor térmico (ge-ralmente metálico), configura-se um aparelho com resistência blindada de a-cordo com os ensinamentos do documento de patente brasileiro MU7900685-0. Ademais, quando o fio condutor está dentro de uma cápsula protetora que permite que a água entre em contato com o fio da resistência, configura-se um aparelho com resistência encapsulada conforme revelado pelo documento PI9500933-7. Cumpre notar que todas essas configurações de resistência elétrica fazem uso do mesmo tipo de condutor, que é o resistor em forma de fio condutor.It should be noted that the way the resistor lead is configured in the device determines the type of resistor. Take an example of a more complex application such as an electric shower. The Brazilian patent document MU6301367-3 discloses a conductor wire inserted directly into the water, without any surrounding protection, configuring a bare resistance apparatus. Alternatively, when the conductor wire is encased in an electrical insulating material and has a good thermal conductor and is also surrounded by another material which is also good thermal conductor (generally metallic), an apparatus with shielded resistance according to the teachings is configured. of Brazilian patent document MU7900685-0. In addition, when the conductive wire is enclosed in a protective cap that allows water to contact the resistor wire, an apparatus with encapsulated resistance is configured as disclosed in PI9500933-7. Note that all these electrical resistance configurations make use of the same type of conductor, which is the conductor wire resistor.

Para instalação das resistências nos aparelhos de aquecimento de água, são utilizados terminais de encaixe e fixação confeccionados em uma etapa posterior de fabricação. Assim, posteriormente ao fabrico do fio da resistência (espiralamento), dá-se outra etapa de fabricação para união dos terminais, etapa essa denominada por crimpagem dos terminais. São ainda necessárias outras etapas de fabricação, tal como lavagem das espirais para retirar o óleo do processo de espiralamento e tratamento térmico para alívio de tensões.For the installation of the resistors in the water heaters, snap-in and clamping terminals made at a later stage of manufacture are used. Thus, after the manufacture of the resistance wire (spiraling), another manufacturing step for joining the terminals takes place, which is called crimping of the terminals. Further manufacturing steps such as spiral washing are required to remove oil from the spiraling process and heat treatment for stress relief.

Naturalmente que o somatório das diversas etapas gera a ne cessidade de inúmeros controles, onerando em demasia o processo de fabricação da resistência do estado da técnica.Of course, the sum of the various steps leads to the need for numerous controls, placing a heavy burden on the state of the art resistance fabrication process.

Adicionalmente, deve-se somar ao custo de produção o refugo decorrente, por exemplo, da etapa de crimpagem dos terminais nos fios da resistência, haja visto que seus índices são consideráveis, resultando na perda de material, quebra de terminais e má fixação. A qualidade da fixação tem inclusive impacto na qualidade do produto, posto que muitas vezes não é possível detectar uma má crimpagem, o que resulta na diminuição da vida útil da resistência e consequente desconforto para o consumidor.Additionally, the scrap due to, for example, the crimping of the terminals on the resistor wires must be added to the production cost, since their rates are considerable, resulting in material loss, terminal breakage and poor fixation. The quality of the clamping has an impact on the quality of the product, as it is often not possible to detect a bad crimp, which results in a reduction of the service life of the resistance and consequent discomfort for the consumer.

Na tentativa de tentar solucionar este problema, o documento MU7002670-0 revela uma solução que projeta as resistências elétricas sem terminais crimpados. A função de fixação da resistência aos pinos e às hastes condutoras do aparelho de aquecimento de água dá-se pelo enrolamento helicoidal das extremidades e dos pontos intermediários do próprio fio, que resulta em trechos tubulares de seção interna adequada ao encaixe nos a- parelhos de aquecimento de água.In an attempt to solve this problem, document MU7002670-0 discloses a solution that designs electrical resistors without crimped terminals. The function of fixing the resistance to the pins and conductive rods of the water heater is by the helical winding of the ends and the intermediate points of the wire itself, which results in tubular sections of internal section suitable for fitting in the fitting. water heating.

Essa solução funciona adequadamente devido ao fato de eliminar a necessidade de crimpagem dos terminais nas extremidades e em pontos intermediários da resistência, mas ainda assim requer que a fabricação utilize fios condutores de secção transversal redonda enrolados em espiral, mantendo o custo do produto elevado por conta das diversas etapas necessárias para a sua produção. Outro problema que também merece destaque é a fragilidade mecânica da resistência elétrica dos aparelhos de resistência nua devido ao fato de essas espirais serem constituídas de fios condutores de dimensões diminutas e facilmente quebráveis, o que dificulta o armazenamento e a distribuição desse tipo de componente como peça de reposição, e também requer que os aparelhos de aquecimento de água tenham previsto em suas câmaras de aquecimento a utilização de suportes de fixação dielétricos, os quais têm a função de acomodação do fio da resistência dentro do aparelho de aquecimento de água.This solution works properly due to the fact that it eliminates the need for crimping of the terminals at the ends and at intermediate points of the resistance, but still requires the manufacture to use spiral-wound round cross-section lead wires, keeping the product cost high on account. the various steps required for its production. Another problem that also deserves to be highlighted is the mechanical weakness of the electrical resistance of bare resistance devices due to the fact that these coils consist of small and easily breakable conductor wires, which makes it difficult to store and distribute this type of component as a part. It also requires that the water heaters have provided in their heating chambers the use of dielectric fixing brackets, which have the function of accommodating the resistance wire inside the water heater.

Esses suportes dielétricos funcionam adequadamente, mas têm como inconveniente o fato de ser necessário um componente adicional, o que acarreta o aumento do custo de fabricação, e também provoca a existência de pontos mais susceptíveis à queima nos locais onde há o contato mecânico entre o suporte e o fio da resistência, por deficiência de troca térmica entre o fio condutor e a água.These dielectric supports work properly, but they have the disadvantage that an additional component is required, which increases the cost of manufacturing, and also causes more susceptible points to burn where there is mechanical contact between the support. and the resistance wire, due to the lack of thermal exchange between the conductor wire and the water.

Os aparelhos dotados de resistência blindada ou encapsulada não apresentam o problema da fragilidade mecânica, mas têm outros inconvenientes, como alto custo de fabricação e montagem e complexidade logística nos serviços de assistência técnica devido às dimensões avantajadas das resistências.Devices with shielded or encapsulated resistance do not present the problem of mechanical fragility, but they have other drawbacks, such as high cost of manufacture and assembly and logistical complexity in technical assistance services due to the advantageous dimensions of the resistances.

Outro problema bastante comum nos aparelhos encontrados a-tualmente refere-se ao fato de que, caso ocorra algum colapso elétrico ou térmico, a resistência elétrica será rompida em algum ponto, o que certamente protege o aparelho e principalmente a integridade física do usuário, funcionando adequadamente. Porém, o problema propriamente dito reside no fato de que esse rompimento da resistência ocorre em qualquer ponto, sendo praticamente impossível prever qual será o local exato em que isso ocorrerá, tanto pela complexidade e quantidade de variáveis envolvidas no processo de fabricação e de montagem da resistência, como também do funcionamento do aparelho elétrico, nem sendo viável calibrar a carga superficial da resistência para que ela queime em um ponto predeterminado em caso de pane, pois a dimensão mecânica da seção transversal é uniforme em todos os pontos.Another very common problem in the devices found today refers to the fact that if any electrical or thermal collapse occurs, the electrical resistance will be broken at some point, which certainly protects the device and especially the physical integrity of the user. properly. However, the problem itself lies in the fact that this disruption of resistance occurs at any point, and it is virtually impossible to predict where exactly this will occur, both due to the complexity and quantity of variables involved in the manufacturing and assembly process of the resistance, as well as the operation of the electrical appliance, nor is it feasible to calibrate the surface load of the resistance so that it burns at a predetermined point in case of failure, as the mechanical dimension of the cross section is uniform at all points.

Assim, faz-se necessária uma resistência elétrica para uso em aparelhos elétricos ou híbridos, em que sua forma seja obtida por uma chapa metálica substancialmente alongada e delgada, preferencialmente não circular, para que haja uma melhor distribuição das cargas elétricas pela superfície da resistência sendo a mesma fabricada com menor quantidade de material quando comparada com as atuais de linha em que a seção transversal é circular, havendo assim redução de custo devido ao menor consumo de material.Thus, an electrical resistor is required for use in electrical or hybrid apparatus, where its shape is obtained by a substantially elongated, preferably non-circular, sheet metal, so that there is a better distribution of electrical charges across the surface of the resistor. It is manufactured with a smaller amount of material when compared to the current line where the cross section is circular, thus reducing costs due to lower material consumption.

Objetivos Da Invenção É, portanto, um objetivo da presente invenção prover uma resistência elétrica aplicável em qualquer tipo de aparelho elétrico ou híbrido que seja obtida por uma chapa metálica de forma substanciaimente alongada e delgada que compreenda, em uma única peça, meios eficientes de troca térmica e terminais de conexão, de modo a aumentar a eficiência tanto do aparelho como do uso do material. É também um objetivo da presente invenção prover uma resistência elétrica que não tenha necessidade de utilizar suportes dielétricos e que possa também ser utilizada em conjunto com algum tipo de suporte mecânico, obtido em outro processo de fabricação tal como, por exemplo, sobre injeção ou mesmo montagem manual. É ainda um objetivo da presente invenção prover uma resistência elétrica que compreenda um ponto predeterminado de maior susceptibilidade à queima devido a algum colapso elétrico, térmico ou de qualquer outra natureza em qualquer local da resistência.Objectives of the Invention It is therefore an object of the present invention to provide an electrical resistance applicable to any type of electrical or hybrid apparatus which is obtained by a substantially elongated and thin sheet metal comprising in one piece efficient means of exchange. connection terminals to increase the efficiency of both the device and the use of the material. It is also an object of the present invention to provide an electrical resistance that does not need to use dielectric supports and which can also be used in conjunction with some type of mechanical support obtained in another manufacturing process such as, for example, by injection or even manual assembly. It is a further object of the present invention to provide an electrical resistance comprising a predetermined point of increased susceptibility to burning due to some electrical, thermal or other collapse at any location of the resistance.

Outro objetivo da presente invenção é prover uma resistência e-létrica obtida por um processo de deformação plástica e/ou corte que possibilite um uso maximizado do material.Another object of the present invention is to provide an electromechanical strength obtained by a plastic deformation and / or shearing process that enables maximized use of the material.

Por fim, outro objetivo da invenção é prover uma resistência elétrica que tenha, ao mesmo tempo, maior robustez e uma redução de custo devido ao menor consumo de material e à economia de escala do processo industrial.Finally, another object of the invention is to provide an electrical resistance that is both robust and cost effective due to lower material consumption and economy of scale of the industrial process.

Breve Descrição da invenção Os objetivos da presente invenção são alcançados através da provisão de uma resistência elétrica para aparelhos elétricos compreendendo meios de aquecimento e elementos de associação sendo que a resistência elétrica é compreendida por uma única chapa metálica alongada e delgada de material resistivo que compreende, concomitantemente, pelo menos uma região de meios de aquecimento e pelo menos dois elementos de associação.BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION The objects of the present invention are achieved by providing an electrical resistor for electrical apparatus comprising heating means and associating elements wherein the electrical resistor is comprised of a single elongated thin sheet of resistive material comprising, concomitantly at least one region of heating means and at least two association elements.

Descrição Resumida dos Desenhos A presente invenção será, a seguir, mais detalhadamente descri- ta com base em exemplos de execução representados nos desenhos. As figuras mostram: Figura 1 - é uma vista frontal de uma resistência da presente invenção;BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will hereinafter be described in more detail based on exemplary embodiments shown in the drawings. The figures show: Figure 1 is a front view of a resistor of the present invention;

Figura 2 - é uma vista de topo de uma resistência da presente invenção;Figure 2 is a top view of a resistor of the present invention;

Figura 3 - é uma vista lateral de uma resistência da presente invenção;Figure 3 is a side view of a resistor of the present invention;

Figura 4 — é uma vista frontal superior de uma resistência da presente invenção;Figure 4 is a top front view of a resistor of the present invention;

Figura 5 - é uma vista frontal inferior de uma resistência da presente invenção;Figure 5 is a lower front view of a resistor of the present invention;

Figura 6 - é uma vista superior de uma resistência da presente invenção, representando um detalhe ampliado;Figure 6 is a top view of a resistor of the present invention showing an enlarged detail;

Figura 7 — é uma vista superior de uma resistência da presente invenção, representando um detalhe ampliado de um trecho que mostra a ligação entre os setores condutivos e as aletas de arrefecimento;Figure 7 is a top view of a resistor of the present invention showing an enlarged detail of a section showing the connection between the conductive sectors and the cooling fins;

Figura 8 - é uma vista frontal de uma resistência da presente invenção, representando os meios de proteção termoelétrica do conjunto;Figure 8 is a front view of a resistor of the present invention showing the thermoelectric protection means of the assembly;

Figura 9 - é uma vista frontal de uma variação construtiva da resistência da presente invenção;Figure 9 is a front view of a constructive variation of the strength of the present invention;

Figura 10 — é uma vista frontal de uma variação construtiva da resistência da presente invenção;Figure 10 is a front view of a constructive variation of the strength of the present invention;

Figura 11 - é uma vista frontal de uma variação construtiva da resistência da presente invenção; e Figura 12 - é uma vista frontal de uma variação construtiva da resistência da presente invenção.Figure 11 is a front view of a constructive variation of the strength of the present invention; and Figure 12 is a front view of a constructive variation of the strength of the present invention.

Descrição Detalhada das Figuras A presente invenção diz respeito a uma resistência 20 elétrica dotada de nova configuração construtiva. Para tal, considerando o campo tecnológico, a resistência 20 da presente invenção faz uso de novos materiais e processos industriais. A resistência 20 da presente invenção tem apli- cação em qualquer tipo de aparelho elétrico e/ou híbrido, tal como um equipamento elétrico de aquecimento de água, ou qualquer outro aparelho elétrico equivalente que faça uso de uma resistência elétrica para prover aquecimento.Detailed Description of the Figures The present invention relates to an electric resistor having a new constructive configuration. To this end, considering the technological field, the strength 20 of the present invention makes use of new industrial materials and processes. The resistor 20 of the present invention is applicable to any type of electrical and / or hybrid apparatus, such as an electric water heater, or any other equivalent electrical apparatus that uses an electrical resistor to provide heating.

No tocante aos aparelhos elétricos, aqueles que são mais sensíveis ao uso de resistências de aquecimento são equipamentos elétricos de aquecimento de água, conhecidos como chuveiros ou duchas elétricas. Tal deve-se ao fato de que muitas vezes pode ocorrer a entrega de energia elétrica à resistência sem que a região de aquecimento esteja cheia de água para dissipar o calor da resistência, o que origina um superaquecimento e, subsequentemente, a queima da resistência. Assim, nestes casos, o projeto da resistência deve observar cuidados adicionais.With regard to electrical appliances, those that are most sensitive to the use of heating resistors are electric water heating equipment, known as electric showers or showers. This is due to the fact that electricity can often be delivered to the resistor without the heating region being full of water to dissipate the resistor heat, which causes overheating and subsequently the resistor to burn out. Thus, in these cases, the design of the resistance must observe additional care.

Conforme foi descrito acima, as resistências do estado da técnica fazem uso de um fio resistivo enrolado de forma espiralada, quase como uma mola. Diferente das resistências de fio espiralado criadas por volta de 1930, a presente invenção apresenta um conceito de resistência totalmente distinto. A resistência 20 elétrica da presente invenção permite não só a substituição das antigas resistências sem necessidade de adaptação, como permite também a inclusão em novos aparelhos elétricos. A resistência 20 é assim dotada de meios que conferem flexibilidade para encaixe em qualquer tipo de aparelho elétrico ou híbrido, podendo ser instalada com ou sem suporte mecânico, dielétrico ou não. A resistência 20 da presente invenção faz uso de uma chapa 21 ou fita larga, de material metálico ou polimérico, condutivo/resistivo que, ao invés de ser torcida em espiral, é transformada em uma única etapa, tal como por exemplo, por um processo de estampagem. As figuras 1 a 12 mostram as diversas configurações que a resistência 20 da presente invenção pode ter. Note-se que qualquer que seja a configuração construtiva, de modo preferencial, mas não obrigatório, a resistência 20 apresenta-se como uma chapa 21 metálica alongada e delgada. Veja-se, por exemplo, que as figuras 3 e 4 mostram claramente uma resistência 20 cuja altura e largura são substancialmente maiores que sua espessura. Tendo por base a figura 1, de mo- do preferencial, mas não obrigatório, a resistência da presente invenção po de ter as seguintes dimensões: comprimento de 50mm a 300mm, preferencialmente de 100mm a 200mm, largura de 25mm a 65mm, preferencialmente de 30mm a 50mm e espessura de 0,2mm a 15mm, preferencialmente de 0,5mm a 5mm. Cumpre notar que, na verdade, o tamanho da resistência 20 pode ser qualquer, sendo que as dimensões apontadas servem como exemplo para a proporcionalidade da resistência 20.As described above, prior art resistors make use of a coiled resistive wire, almost like a spring. Unlike the coiled wire resistors created around 1930, the present invention has a totally different resistance concept. The electric resistor 20 of the present invention not only allows the replacement of the old resistors without adaptation, but also allows the inclusion in new electrical apparatus. The resistor 20 is thus provided with means that provide flexibility for fitting into any type of electrical or hybrid apparatus and can be installed with or without mechanical support, dielectric or not. The resistor 20 of the present invention makes use of a conductive / resistive sheet 21 or wide strip of metallic or polymeric material which, instead of being twisted into a spiral, is transformed in a single step, such as by a process Stamping Figures 1 to 12 show the various configurations that resistor 20 of the present invention may have. Note that whatever the constructive configuration is, preferably but not required, the resistor 20 is presented as an elongated and thin metal plate 21. See, for example, that Figures 3 and 4 clearly show a resistor 20 whose height and width are substantially greater than its thickness. Based on Figure 1, preferably but not obligatory, the strength of the present invention may have the following dimensions: length from 50mm to 300mm, preferably from 100mm to 200mm, width from 25mm to 65mm, preferably 30mm 50mm and thickness from 0.2mm to 15mm, preferably from 0.5mm to 5mm. It should be noted that, in fact, the size of the resistor 20 can be any, and the dimensions given serve as an example for the proportionality of the resistor 20.

Cumpre notar também que a resistência 20 da presente invenção compreende em uma única peça os meios de aquecimento 1 e os elementos de associação 2. Vale lembrar que no estado da técnica estes elementos eram associados em etapas de fabricação subsequentes, originando diversos inconvenientes já abordados acima.It should also be noted that the resistor 20 of the present invention comprises in one piece the heating means 1 and the associating elements 2. It is to be remembered that in the prior art these elements were associated in subsequent manufacturing steps, giving rise to several drawbacks already discussed above. .

Para a obtenção da resistência 20 da presente invenção, faz-se necessário um processo que consiga a transformação da chapa 21 em uma resistência tal como mostram as figuras 1 a 12. Entre os diversos processos disponíveis, a fabricação da resistência 20 elétrica pode ser obtida por algum processo conhecido de fabricação de chapas contínuas ou não, como estamparia, corte, dobra e repuxo, utilizando-se, ou não, tecnologias como corte à água, a fio (eletroerosão), a laser, estampagem química, prensa magnética, ou quaisquer outros que se adéquam à finalidade e permitam melhorar o processo de fabricação e a produtividade. O próprio conceito pelo qual o conjunto é concebido faz com que, por exemplo, através de um processo simples de fabricação, utilizando-se uma tira/chapa de material resistivo apropriado, se obtenha a resistência 20 elétrica já pronta, por exemplo, em um único golpe na estampagem. A presente invenção permite assim, conforme a necessidade do projeto, tornar flexível o fabrico da resistência 20 elétrica de modo que haja opções de formato e do caminho a ser percorrido pela corrente elétrica através da configuração adequada dos meios de aquecimento 1.In order to obtain the resistor 20 of the present invention, a process is required which can transform the plate 21 into a resistor as shown in figures 1 to 12. Among the various processes available, the manufacture of the electric resistor 20 can be obtained. by some known process of manufacturing continuous or non-continuous sheet metal, such as stamping, cutting, bending and drawing, whether or not using technologies such as water-cutting, wire-cutting (electro-erosion), laser, chemical stamping, magnetic press, or any others that fit the purpose and allow to improve the manufacturing process and productivity. The very concept by which the assembly is designed makes, for example, that by means of a simple manufacturing process using a strip / plate of suitable resistive material, the ready-made electrical resistance 20 is obtained, for example in a single blow to the embossing. The present invention thus allows, as the need of the project allows, to make the manufacture of the electrical resistance 20 flexible so that there are options of shape and the path to be traveled by the electric current through the proper configuration of the heating means 1.

Em uma possível configuração preferencial, a resistência 20 elétrica é constituída de uma região de meios de aquecimento 1 e dois elementos de associação 2, conhecidos também como terminais (vide figura 12).In a possible preferred embodiment, the electrical resistor 20 is comprised of a region of heating means 1 and two association elements 2, also known as terminals (see Figure 12).

Alternativamente, caso se deseje a possibilidade de promover diferentes temperaturas de aquecimento, a resistência 20 pode compreender dois ou mais meios de aquecimento 1 intercalados por mais um elemento de associação 2, sendo que todos esses elementos constituem uma única peça, isto é, sem emendas ou necessidade de etapas de manufatura posteriores. Naturalmente que a função dos terminais ou dos elementos de associação 2 é a de alimentar a resistência 20 com energia elétrica proveniente da rede elétrica da habitação, bem como auxiliar, quando necessário, à fixação da resistência 20 no aparelho elétrico.Alternatively, if the possibility of promoting different heating temperatures is desired, the resistor 20 may comprise two or more heating means 1 interspersed by a further association element 2, all of which constitute one piece, that is, seamless or need for further manufacturing steps. Naturally, the function of the terminals or the associating elements 2 is to supply the resistor 20 with electrical energy from the housing mains, and to assist, when necessary, the fixing of the resistor 20 in the electrical apparatus.

Em uma possível configuração preferencial, ilustrada pelas figuras 1 a 8, os meios de aquecimento 1 são compreendidos por uma pluralidade de setores condutivos 5 alternados por uma pluralidade de vazios 6 ou rasgos, sendo que os setores condutivos 5 são formados por uma porção reta 7 e interligados por meios de ligação 9 que definem uma área de passagem. De modo preferencial, mas não obrigatório, os setores condutivos devem ser dotados de dimensões que garantam a seguinte proporcionalidade: a largura das porções dos setores condutivos 5 deve variar entre 0,2mm e 10mm, preferencialmente de 0,4mm a 5mm, sendo que os espaços vazios devem manter uma espessura que varie entre 0,05mm e 10mm, preferencialmente entre 0,1 e 5mm. Naturalmente que a matéria-prima utilizada também terá uma interferência nas dimensões das porções de aquecimento 1 por conta da diferente resistividade de cada material.In a possible preferred embodiment illustrated by figures 1 to 8, the heating means 1 are comprised of a plurality of conductive sectors 5 alternated by a plurality of voids 6 or slots, the conductive sectors 5 being formed by a straight portion 7 and interconnected by connecting means 9 defining a passageway area. Preferably, but not obligatory, the conductive sectors should be provided with dimensions that ensure the following proportionality: the width of the conductive sector portions 5 should vary between 0.2mm and 10mm, preferably from 0.4mm to 5mm, with the Empty spaces should maintain a thickness ranging between 0.05mm and 10mm, preferably between 0.1 and 5mm. Of course, the raw material used will also have an interference on the dimensions of the heating portions 1 due to the different resistivity of each material.

Os setores condutivos 5 podem ser formados por uma porção dobrada 8, onde o sentido da dobra é disposto alternadamente configurando aletas de arrefecimento por onde circula ar/água existente no interior do aparelho de aquecimento, tendo a função de promover a troca térmica entre o conjunto, que será arrefecido, e o ar/água, que será aquecido, aumentando a eficiência térmica. Por outras palavras, a resistência 20 elétrica pode ser adquirida a partir de uma chapa 21 laminada com cortes subsequentes dispostos de forma oposta uns aos outros para formar uma combinação de seção transversal e comprimento percorrido pela corrente elétrica obtendo, assim, a resistência ôhmica necessária para determinada potência.The conductive sectors 5 may be formed by a folded portion 8, where the folding direction is arranged alternately by configuring cooling fins through which air / water circulates within the heating apparatus, having the function of promoting the thermal exchange between the assembly. , which will be cooled, and air / water, which will be heated, increasing the thermal efficiency. In other words, the electrical resistance 20 may be acquired from a laminated plate 21 with subsequent cuts arranged opposite each other to form a combination of cross section and length traveled by the electrical current thereby obtaining the ohmic resistance required for certain power.

Em uma possível configuração preferencial, a forma dos setores condutivos 5 é definida de acordo com a necessidade do projeto, dependendo de várias grandezas como potência, tensão elétrica, carga superficial e outras, sendo possível também verificar que os setores condutivos 5 são formados por uma parte reta 7 e uma parte dobrada 8, sendo que a parte dobrada 8 é disposta alternadamente de modo a garantir a eficiência da troca térmica, independente do sentido de fluxo de ar/água.In a possible preferred configuration, the shape of the conductive sectors 5 is defined according to the need of the project, depending on various quantities such as power, electrical voltage, surface load and others. It is also possible to verify that the conductive sectors 5 are formed by a straight part 7 and a folded part 8, wherein the folded part 8 is arranged alternately to ensure the efficiency of the heat exchange regardless of the air / water flow direction.

Cumpre notar também que em função do projeto de cada resistência 20, os setores condutivos 5 podem ser dotados de seção transversal quadrada, retangular, triangular, losangular, elíptica ou com qualquer outra forma geométrica cujo rendimento se mostre adequado. Naturalmente que a complexidade da geometria de resistência 20 dependerá das limitações entre o processo utilizado e o rendimento que se deseja obter.It should also be noted that, depending on the design of each resistor 20, the conductive sectors 5 may be provided with square, rectangular, triangular, lozenge, elliptical or any other geometric shape whose yield is appropriate. Of course, the complexity of the strength geometry 20 will depend on the limitations between the process used and the desired yield.

Conforme apontado, os elementos de associação 2, também denominados por terminais, têm como objetivo realizar a fixação da resistência 20 no aparelho elétrico e atuar como condutores da energia elétrica para os meios de aquecimento 1. De modo preferencial, mas não obrigatório os elementos de associação 2 são integrados ao corpo da resistência 20 configurando a peça única. Os elementos de associação 2 são assim confeccionados na mesma etapa de fabricação que os meios de aquecimento 1, podendo também ser fabricados em etapas distintas e unidos posteriormente. Podem, inclusive, ser formados por processos de produção idênticos ou diferentes, sendo ou não do mesmo material. Via de regra, os elementos de associação 2 são dispostos em uma porção periférica dos meios de aquecimento 1, como também entre eles quando houver mais do que uma porção de meios de aquecimento 1.As pointed out, the association elements 2, also called terminals, are intended to fix the resistance 20 in the electrical apparatus and act as conductors of the electrical energy for the heating means 1. Preferably, but not obligatory, the elements of 2 are integrated into the body of the resistor 20 configuring the single piece. The association elements 2 are thus made in the same manufacturing step as the heating means 1, and can also be manufactured in separate and later joined steps. They may even be formed by identical or different production processes, whether or not of the same material. As a rule, the association elements 2 are arranged in a peripheral portion of the heating means 1, as well as between them when there is more than one portion of the heating means 1.

Os meios de associação 2 servem, portanto, para ser fixados em terminais de aparelhos elétricos ou híbridos (não ilustrados), os quais podem possuir as mais diversas formas geométricas sendo que, de modo preferencial, mas não obrigatório, são elementos terminais que possuem abas laterais 3 separadas por um recorte 4 que, em conjunto, serão firmemente fixados aos terminais do aparelho de aquecimento para fornecimento de energia e circulação de corrente elétrica.The association means 2 therefore serve to be fixed to terminals of electrical or hybrid devices (not shown), which may have the most diverse geometric shapes and preferably, but not obligatory, are terminal elements having tabs. sides 3 separated by a cutout 4 which together will be firmly fixed to the terminals of the heating apparatus for power supply and circulation of electric current.

Uma das vantagens da presente invenção é alcançada pelo fato de ser possível projetar, em qualquer parte do corpo da resistência 20, uma região específica de proteção térmica 10. A figura 8 apresenta, em detalhe ampliado da vista frontal, a proteção térmica 10, que é configurada pela redução de seção transversal 11 da área de passagem de corrente elétrica 9 (ponto onde os setores condutivos 5 se encontram mais próximos um do outro), dando origem a um ponto que possui uma resistência elétrica maior que o restante do conjunto e, por efeito Joule, dissipa maior potência elétrica e aquece mais. Desse modo, em uma eventual falha elétrica por qualquer anormalidade na energia fornecida ao sistema ou no próprio aparelho, o ponto de proteção térmica 10 é o local onde haverá o rompimento por ser o mais sensível, tendo a vantagem de permitir ao projetista a escolha do lugar mais conveniente para alocação desses meios de proteção térmica 10.One of the advantages of the present invention is achieved by the fact that it is possible to project on any part of the body of the resistor 20 a specific region of thermal protection 10. Figure 8 shows, in enlarged detail of the front view, the thermal protection 10, which is configured by reducing cross-section 11 of the area of current flow 9 (point where the conductive sectors 5 are closest to each other), giving rise to a point that has a greater electrical resistance than the rest of the set and, Joule effect dissipates more electrical power and heats up more. Thus, in the event of an electrical failure due to any abnormality in the energy supplied to the system or the device itself, the thermal protection point 10 is where the breakdown will be most sensitive, having the advantage of allowing the designer to choose the most convenient place to allocate these thermal protection means 10.

As figuras 9, 10 e 11 representam possíveis configurações preferenciais de uma vista frontal, onde os setores condutivos (5a,5b,5c) estão dispostos horizontalmente, em forma de malha cruzada e em forma contínua, respectivamente. A figura 12 representa uma vista frontal de uma possível variação construtiva, onde os meios de associação 2a estão dispostos lateralmente em relação a uma única porção de aquecimento 1. Neste caso, os meios de associação 2 são dotados de furos 12 existentes em projeções 13 de forma arredondada 14.Figures 9, 10 and 11 represent possible preferred configurations of a front view, where the conductive sectors (5a, 5b, 5c) are arranged horizontally, crosswise and continuously, respectively. Figure 12 is a front view of a possible constructional variation, where the association means 2a are laterally disposed with respect to a single heating portion 1. In this case, the association means 2 are provided with holes 12 in projections 13 of FIG. rounded shape 14.

Cumpre notar ainda que a presente invenção requer elevada precisão na obtenção da resistência 20. Em uma possível configuração, uma resistência 20 que seja obtida por um processo de estampagem requer sucessivas estampagens em um mesmo molde até que se garanta elevada precisão. Uma chapa 21 pode ser estampada diversas vezes para formar uma resistência e, através de um mecanismo adequado, ser submetida ao final de cada estampagem, a uma leitura das suas dimensões, de tal modo que, em função da leitura, sejam contabilizados mais ou menos setores condutivos 5 de forma a proporcionar a resistividade necessária e, consequen- temente, a potência desejada.It is further noted that the present invention requires high precision in obtaining resistance 20. In one possible embodiment, a resistance 20 obtained by a stamping process requires successive stamping in the same mold until high accuracy is guaranteed. A plate 21 may be stamped several times to form a resistor and, by a suitable mechanism, be subjected to the end of each stamping for a reading of its dimensions such that, depending on the reading, more or less are counted. conductive sectors 5 in order to provide the required resistivity and, consequently, the desired power.

Por outras palavras, a matéria-prima de uma chapa 21 não é dotada de uma espessura uniforme, apresentando variação, isto é, falta de precisão. Através de sucessivas estampas em um molde de elevada precisão é possível obter uma resistência 20 que mantenha uma espessura substancialmente constante, bem como uma relação dimensional dos setores condutivos 5 resistivos e dos vazios 6 que seja também substancialmente constante.In other words, the raw material of a plate 21 is not of uniform thickness, showing variation, that is, lack of precision. By successive prints on a high precision mold it is possible to obtain a resistance 20 that maintains a substantially constant thickness, as well as a dimensional relationship of the resistive conductive sectors 5 and the voids 6 which is also substantially constant.

Quanto maior for a precisão nas dimensões da resistência 20, maior será a confiabilidade e a previsibilidade da resistência 20 e sua duração, bem como será mais fácil determinar a sua potência final. Assim, um dos pilares da presente invenção está assente na elevada precisão dimensional que o processo de manufatura deve possibilitar para a obtenção da resistência 20. A título de exemplo, uma resistência 20 que tenha uma precisão na ordem dos microns terá uma potência mais previsível que uma resistência 20 cuja precisão seja na ordem dos milímetros. Em suma, a elevada previsibilidade que a resistência 20 da presente invenção permite alcançar, possibilita uma vida útil no mínimo o dobro que as resistências do estado da técnica para essa mesma potência, o que se revela como uma excelente vantagem para o consumidor.The greater the accuracy in the dimensions of resistor 20, the greater the reliability and predictability of resistor 20 and its duration, and the easier it will determine its final power. Thus, one of the pillars of the present invention is based on the high dimensional accuracy that the manufacturing process must make possible to obtain the resistance 20. By way of example, a resistance 20 having a precision in the order of microns will have a more predictable power than a resistance 20 whose accuracy is in the order of millimeters. In short, the high predictability achieved by the resistor 20 of the present invention enables a service life at least twice that of prior art resistors for that same power, which proves to be an excellent advantage for the consumer.

Por fim, cumpre notar que a resistência 20 do estado da técnica permite obter resistências 20 elétricas, cuja potência varia de 0 a 25000W, preferencialmente de no máximo 15000W, preferencialmente de no máximo 8000W.Finally, it should be noted that prior art resistor 20 provides electrical resistors 20, whose power ranges from 0 to 25000W, preferably from a maximum of 15000W, preferably from a maximum of 8000W.

Tendo sido descritos exemplos de concretizações preferidos, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações, sendo limitado tão somente pelo teor das reivindicações apensas, aí incluídos os possíveis equivalentes.Having described examples of preferred embodiments, it should be understood that the scope of the present invention encompasses other possible variations and is limited only by the content of the appended claims, including the possible equivalents thereof.

Claims

1. Electrical resistor for electric water heating apparatus comprising heating means (1) and association elements (2), characterized in that the electrical resistor (20) is comprised of a thin elongated plate (21). resistive material comprising at least one region of heating means (1) and at least two association elements (2), the heating means (1) being comprised of a portion of plate (21) provided with a plurality of voids ( 15) for configuration of conductive sectors (5) and the association elements being integral with the plate (20) to provide the electrical resistance (20) with energy.

Electrical resistance according to claim 1, characterized in that the conductive sectors (5) are formed by a straight portion (7) and are interconnected by connecting means (9).

Electrical resistance according to claim 1, characterized in that the conductive sectors (5) are formed by a bent portion (8), the bending direction being arranged alternately by configuring cooling fins.

Electrical resistance according to claim 1, characterized in that the cross-section of the conductive sectors (5) is square, rectangular, triangular, elliptical or losangular.

Electrical resistance according to claim 1, characterized in that the conductive sectors (5a) are disposed horizontally (5a), cross-linked (5b) or continuously (5c).

Electrical resistance according to claim 1, characterized in that it comprises thermoelectric protection means (10) configured by reducing the cross-section (11) between conductive sectors (5).

Electrical resistance according to claim 1, characterized in that the association elements (2) are provided with any geometric shape and are integral with the plate (20) at any point.

Electrical resistance according to claim 1, characterized in that the association elements (2) act as the connecting interface between each heating means (1) for forming zones with different resistivity, configuring the resistance (100). with various power levels.

Electrical resistance according to claim 1, characterized in that it is obtained by the manufacture of plates by stamping, cutting, pressing, bending and / or drawing, by means of water cutting, electrotrosion, laser, chemical stamping and / or magnetic press.

Electrical resistance according to Claim 9, characterized in that the heating means (1) and the association elements (2) are obtained in the same manufacturing step by configuring a single plate (21).

Electrical resistance according to Claim 1, characterized in that it comprises a flexible sheet (21) of resistive metal or polymeric material.