ES2225457T3 - Dispositivo de calentamiento, en particular para la descongelacion de compartimentos congeladores. - Google Patents

Abstract

Dispositivo de calentamiento, en particular para la descongelación de compartimentos congeladores, que comprende unos elementos resistivos peliculares (16a, 16b) conectados eléctricamente entre sí, siendo encerrados dichos elementos resistivos peliculares (16a, 16b) en fundas o envolturas cerradas (14) de material de aislamiento eléctrico, conteniendo cada funda o envoltura (14) uno o más elementos resistivos peliculares (16a, 16b) conectados eléctricamente entre sí, estando conectados eléctricamente dichos elementos resistivos (16) de cada funda (14) con elementos resistivos de, al menos, una de las otras fundas o cubiertas, a fin de mantener los elementos resistivos (16) contenidos en dichas fundas (14) eléctricamente aislados e impermeabilizados, y los elementos resistivos de, al menos, una de dichas fundas se conectan con cables eléctricos de alimentación o suministro (44), manteniendo, de esta manera, los elementos resistivos (16) aislados eléctricamente encerrados en uno, al menos, delas fundas o cubiertas (14), caracterizado por el hecho de que cada funda (14) comprende dos hojas inferior (13) y superior (15) recubiertas, teniendo cada una de estas hojas un borde perimétrico, quedando unidas dichas hojas inferior y superior (13, 15) en, al menos, una parte de su borde perimétrico (13a, b, c, y 15a, b, c) definiendo, de este modo un lado abierto (13d, 15d) y, quedando unidos los bordes del lado abierto (13d, 15d) con los bordes del lado abierto de las otras envueltas (114), a fin de cerrar dichas fundas (14, 114) y hermetizar dichos elementos resistivos (16a, 16b) en el interior de dichas fundas (14, 114), permitiendo, de esta forma, únicamente el paso de dichos cables eléctricos de alimentación o suministro (44) al exterior.

Description

Dispositivo de calentamiento, en particular para la descongelación de compartimentos congeladores.

La presente invención se refiere a dispositivos de calentamiento, en particular para la descongelación rápida de compartimentos congeladores o similares, los cuales comprenden unos elementos resistivos para ser conectados a una fuente de suministro eléctrico.

Los compartimentos congeladores son receptáculos sustancialmente de forma paralelepípeda, dentro de los cuales se alojan serpentines de enfriamiento o de evaporación, y formando parte de un aparato refrigerador, a fin de hacer descender la temperatura interior a los valores requeridos.

Sin embargo, durante el funcionamiento habitual de un compartimento congelador, en las paredes interiores se forma una capa de hielo, cuyo espesor aumenta progresivamente reduciendo así, al mismo tiempo, la eficiencia del intercambio térmico; por consiguiente, a fin de mantener la temperatura en el interior del compartimiento congelador a un valor constante, el aparato frigorífico, que se regula mediante un termostato, ha de trabajar durante un tiempo más prolongado.

Por consiguiente, se han desarrollado unos dispositivos descongeladores para hacer que se derrita el hielo creado y habitualmente recogerlo en una cubeta o batea situada en la parte inferior del compartimiento congelador.

Un primer ejemplo del dispositivo está constituido por unas resistencias acorazadas, que constan de hilos o cables eléctricos enrollados alrededor de un soporte apropiado de material aislante, por ejemplo, poliéster, insertado dentro de unas fundas protectoras de PVC (polivinilo de cloruro) insertadas a su vez en tubos metálicos. Estas resistencias se alojan en las paredes de los compartimentos congeladores cerca del serpentín de enfriamiento del aparato refrigerador. Al conectarse las resistencias blindadas a un suministro eléctrico, el calor generado derrite el hielo y el agua formada se acumula en la cubeta colectora.

Sin embargo, el sistema tiene algunos inconvenientes debido al hecho de que el calor generado por los elementos resistivos es localizado y luego se distribuye malamente sobre toda la superficie interior del compartimiento congelador. Por consiguiente, se incrementa el tiempo necesario para conseguir el derretimiento completo del hielo dentro del compartimiento congelador y también aumenta la energía eléctrica consumida. A fin de superar este inconveniente debe aumentarse el número de las resistencias blindadas o su potencia, aumentando, por desgracia, los costes industriales.

Es necesario, mas bien, mejorar la eficiencia del intercambio de calor, haciendo la distribución del calor tan uniforme como sea posible. A fin de alcanzar lo que se requiere, se utilizan unos elementos resistivos peliculares, esto es, no elementos filiformes, sino elementos laminares, a fin de cubrir de una manera óptima la superficie interior del compartimiento congelador.

Elementos resistivos peliculares se describen en el Modelo de Utilidad italiano N° M198U000773 registrado el 27-11-1998. Cada elemento comprende una pluralidad de hojas o láminas plásticas, entre las cuales, por medio de un rotulador de fieltro, proceso de impresión o de estarcido de seda, se deposita una capa de bandas, franjas o tiras de tinta resistiva, estas bandas o tiras se unen por medio de pistas conductoras también conseguidas por las mismas técnicas de deposición. La conexión eléctrica entre las pistas conductoras de las diferentes hojas se logra mediante elementos metálicos, que perforan las hojas o láminas.

En particular, la tinta resistiva tiene las características eléctricas del tipo PTC (coeficiente de temperatura positivo), en la cual, a medida que aumenta la temperatura, aumenta el valor de la resistencia eléctrica, a fin de auto limitar la intensidad de la corriente eléctrica, evitando, de este modo, un posible sobrecalentamiento.

Las hojas o láminas se disponen en las paredes huecas del compartimiento congelador, juntamente con el serpentín de evaporación, y la totalidad del aparato se impregna por una capa de espuma que, al solidificarse, llena la pared del compartimiento congelador. Aunque este dispositivo permite conseguir una óptima distribución del calor, hay algunos inconvenientes.

Sobre todo, la estructura laminar es compleja porque se forma a base de varias capas. En efecto, es necesario disponer primeramente una capa de apoyo de impresión plástica, que tiene tanto unas características de aislamiento eléctrico como unas características mecánicas y sobre la cual se ha de aplicar una capa de tinta resistiva, y, al menos, la capa de tinta se ha de cubrir por una lámina de material aislante. Todas las fases aumentan los tiempos de producción así como los costes finales del producto.

Un segundo inconveniente se debe al hecho de que las hojas o láminas, que forman los elementos resistivos peliculares, tiene un único aislamiento eléctrico que pudiera resultar insuficiente; además, a fin de conectar más hojas entre sí, se utilizan unos elementos metálicos, los cuales perforan las hojas, reduciendo ulteriormente el aislamiento eléctrico e introduciendo, al mismo tiempo, una serie de dificultades en la construcción.

Finalmente, otro inconveniente es debido al hecho de que los elementos resistivos peliculares no son perfectamente estancos al agua; así pues, considerando el medio ambiente en el que se usan, podrían ocurrir infiltraciones de agua durante tiempo, dañándolos.

Otro documento relevante es la Patente US 5,380,988 que da a conocer una estructura de mallazo o emparrillado calentado para derretir hielo y nieve. Esta estructura está hecha a base de múltiples mallas individuales, cada una de las cuales está formada con láminas, que parten del lado inferior: un soporte posterior, una capa plástica, una lámina de calentamiento, otra capa plástica y una capa de superficie superior. Estos elementos se interconectan estructuralmente en su totalidad por un ensamblador mecánico en la superficie adyacente, como, por ejemplo, por adhesión. Además, la lámina de calentamiento se compone de un elemento calentador resistivo eléctricamente, encastrado en y cubierto por una matriz plástica.

Esta solución está concebida para una malla y no para un dispositivo descongelador para compartimentos congeladores, por lo que no resulta apropiada para el objetivo de la invención. Además, la estructura mallada está compuesta por muchos elementos, por lo que es más bien compleja tanto en la estructura como en la construcción.

La finalidad de la invención es lograr un dispositivo, en el cual quedan eliminados los inconvenientes citados con referencia a la técnica anterior descrita más arriba.

Se consigue el objetivo merced a un dispositivo del tipo indicado inicialmente, esto es, un dispositivo descongelador para compartimentos congeladores, el cual comprende unos elementos resistivos peliculares, conectados eléctricamente entre sí, estando encerrados dichos elementos resistivos peliculares en envolturas, fundas o cubiertas cerradas de material de aislamiento eléctrico, conteniendo cada envoltura o funda uno o más elementos resistivos peliculares conectados eléctricamente entre sí, dichos elementos resistivos de cada funda o envuelta se conectan eléctricamente con elementos resistivos de, al menos, una de las otras envolturas y los elementos resistivos de, al menos, una dicha envoltura se conectan con hilos o cables eléctricos de suministro, manteniendo, de este modo, aislados eléctricamente los elementos resistivos contenidos en dicha, al menos, una envuelta o funda, caracterizado por el hecho de que cada envoltura o funda comprende una hoja inferior y superior cubierta, teniendo cada una de ellas un borde perimétrico, uniéndose los bordes del lado abierto con los bordes del lado abierto de las otras envueltas o fundas, a fin de estanqueizar dichos elementos resistivos en el interior de dichas envolturas o fundas, permitiendo de este modo únicamente el paso al lado exterior de dichos cables de suministro eléctrico.

Así pues, los elementos resistivos no necesitan ser cubiertos con capas de material aislante, sino que es suficiente disponer solamente una capa de apoyo, en la cual se ha de depositar la tinta resistiva. El aislamiento se consigue después por medio de la envoltura o funda, en la cual se colocan los elementos resistivos, fundas o cubiertas que se obtienen con material de aislamiento eléctrico, por lo cual los elementos resistivos quedan perfectamente aislados.

Si se requiere un alto nivel de aislamiento eléctrico, es suficiente usar elementos resistivos previamente cubiertos en ambas superficies por láminas de material aislante.

Es fácil de entender que al encerrar los elementos resistivos en dichas fundas o envolturas, resulta sencillo y económico y garantiza el aislamiento completo y perfecto de los elementos resistivos. Además, las fundas se hermetizan haciéndolas perfectamente estancas al agua, de manera que el dispositivo es impermeable, eliminando, de este modo, el riesgo de que pudiera infiltrarse el agua dañando los elementos resistivos peliculares encerrados en las fundas o envueltas.

Estas y otras ventajas se harán más evidentes mediante la siguiente descripción de una forma de realización hecha a título de ejemplo y no limitativa del campo de aplicación, con referencia a los subsiguientes dibujos anexos:

- La figura 1 es una vista en perspectiva de un compartimiento congelador, en el que se monta el dispositivo de la presente invención.

- La figura 2 es una vista superior del dispositivo, de acuerdo con la presente invención.

- La figura 3 es una vista superior de la hoja del dispositivo de la figura 2.

- La figura 4 es una sección transversal a lo largo de la línea IV-IV de la figura 3.

- Las figuras 5 y 6 son vistas superiores de las hojas inferior y superior respectivamente, las cuales forman cada hoja del dispositivo.

- La figura 7 es una vista superior de las hojas inferior y superior unidas entre sí.

- Las figuras 8A, 8B, 8C y 8D son secciones transversales o vistas superiores, que ilustran las fases de unión de dos hojas del dispositivo.

En la figura 1 se representa un compartimiento congelador 11, en el que va montado un dispositivo de descongelación 12. El compartimiento congelador 11 comprende tres paredes laterales 11a, 11b, 11c, una parte inferior 11d, una cubierta 11e y una puerta 11f. El dispositivo de descongelación 12 comprende, como queda ilustrado en la figura 2, cinco hojas 10, 100, 200, 300, 400, cuyas dimensiones son sustancialmente similares con respecto a las de las paredes laterales 11a, b, c, parte inferior 11 d y cubierta 11 e del compartimento congelador 11, en cuyo interior se alojan. Las hojas 10, 100, 200, 300, 400 se juntan de tal modo que, cuando se pliegan 90° la una con respecto a la otra, se adosan o arriman perfectamente a las paredes del compartimiento congelador 11.

Con ayuda de las figuras 3 y 4, se puede observar que la hoja 10 del dispositivo 12 comprende una funda o envoltura 14 formado por una hoja inferior 13 y una hoja superior 15, hechas ambas de material de aislamiento eléctrico, como, por ejemplo, poliéster. En el interior de la envoltura 14 se encierran unos elementos resistivos peliculares 16a, 16b del tipo PTF (película gruesa de polímero).

Los elementos resistivos peliculares 16a, 16b están formados por una capa inferior de material aislante 18, la cual representa el soporte sobre el que, mediante técnicas de deposición, se aplica tinta 20 resistiva, que opcionalmente como se indica en la figura 4, se cubre por una superior cubierta 22 de material aislante. El material aislante utilizado en la capa inferior del soporte 18 y en la capa superior cubierta 22 es habitualmente de material plástico, por ejemplo, poliéster o material que contiene fibras aramídicas o similares a las conocidas por la marca de fábrica "Kevlar" o "Kapton".

La capa de tinta resistiva 20 se adosa en tiras, bandas o franjas y de preferencia tiene características del tipo PTC (coeficiente de temperatura positivo), por lo que, a medida que aumenta la temperatura, se incrementa el valor de la resistencia eléctrica, autolimitando, de este modo, la intensidad de la corriente y evitando un sobrecalentamiento peligroso. La capa de tinta resistiva 20 se compone de una mezcla de partículas sólidas conductoras y de una resina sintética dispersa en un disolvente. Las partículas conductoras están hechas de polvo de carbón del tipo usualmente conocido como "negro de carbón", el cual se podrá combinar con otros materiales conductores, en particular elementos metálicos. La resina sintética, hecha de un polímero, se escoge entre flúores plásticos, poliolefinas u otros sobre la base de acetatos, metacrilatos, etc. El disolvente, en el que se dispersa la mezcla de partículas sólidas, se elige entre el hidrocarburo clorado, los ésteres, los éteres, los ésteres-éteres o una mezcla de los mismos.

La funda o cubierta 14 tiene una ventana 24, que es una cavidad que resulta útil porque, cuando se considera que la funda o envoltura 14 se interpone entre las paredes interiores del compartimiento congelador 11 y el serpentín de evaporación, facilita la transmisión de calor desde el serpentín de evaporación al interior del compartimiento congelador 11. Dentro de la funda o cubierta 14, los elementos resistivos 16a, b se conectan eléctricamente entre sí por medio de cables eléctricos de conexión 40 o pistas conductivas en el caso de la capa inferior del soporte 18 se extiende entre los dos elementos resistivos 16a, 16b. Los cables eléctricos o pistas conductivas 40, que se conectan entre sí, salen de la funda o cubierta 14 por un hilo eléctrico o pista conductiva 42 (en este caso la capa de soporte inferior 18 procede de la envoltura o funda 14) a fin de ser conectada con un cable o hilo eléctrico o pista conductora de la hoja o lámina 100, como queda ilustrado mejor a continuación.

Más concretamente, como se indica en las figuras 5 y 6, la hoja inferior 13 y la hoja superior 15 tienen un borde perimétrico exterior respectivamente, compuesto de los lados inferiores 13b y 15b, los lados o caras laterales 13a, 13c y 15a, 15c y los lados o caras superiores 13d y 15d así como un borde perimétrico interior 26. Los lados o caras 13a, c de la hoja o lámina inferior 13 y la hoja superior 15, con los elementos peliculares 16a, 16b interpuestos entre ellos y el lado 13b, el cual se corresponde con el lado 15b, después de lo cual se juntan entre sí las hojas por medio de soldeo efectuado por calor de corrientes de hiperfrecuencia o en caliente en los lados o caras 13a, b, c y 15a, b, c del borde perimétrico exterior, definiendo un cordón o costura de soldadura 28. La hoja inferior 13 y la hoja superior 15 también se juntan en el borde perimétrico interior 26, definiendo, de este modo, la funda o envoltura 14 abierta en el lado superior 15d y con la ventana 24, como queda representado gráficamente en la figura 7. El cordón de soldadura 28 únicamente podrá afectar a los lados parciales 15a, 15c de la hoja superior 15 antes de alcanzar el lado superior 15d, como se indica en la figura 7.

Las figuras 8A, 8B, 8C y 8D representan la secuencia por medio de la cual la envoltura o funda 14 de la hoja 10 se junta con la funda 114 de la hoja 100, en que los elementos de la hoja 100 correspondientes a los elementos de la hoja 10 se indican con la misma referencia numérica más 100. Como se indica en las figuras 8A y 8B, las hojas 10 y 100 se superponen de manera que la hoja superior 15 de la hoja 10 quede enfrente de la hoja superior 115 de la hoja 100. Las caras 15d y 115d de las hojas 10 y 110 respectivamente se juntan entre sí por medio de un cordón de soldadura 30 y los cables eléctricos o pistas conductoras 42 y 142 respectivamente se unen eléctricamente entre sí, por ejemplo, por medio de clips o de puentes metálicos en el caso de pistas conductoras, y se conectan con un cable eléctrico de alimentación 44 que será conectado a una fuente de energía eléctrica.

En las figuras 8C y 8D se puede ver que después también los lados o caras 13d y 113d de la hoja 10 y 100 respectivamente, se juntan entre sí por medio de un cordón de soldadura 32, el cual afecta asimismo a una parte de los lados 13a y 113a y a una parte de los lados 13c y 113c de las hojas 10 y 100 hasta alcanzar el cordón de soldadura 28, a fin de cerrar las envolturas 14, 114 y estanqueizar por completo los elementos resistivos peliculares 16 contenidos dentro de las fundas 14 y 114, mientras que el cable eléctrico 44 del suministro eléctrico sale de las envolturas o fundas 14 y 114. A fin de realizar un cerramiento perfecto donde sale el cable eléctrico 44, las porciones de las hojas 13 y 113, que cubren el cable eléctrico 44 se juntan alrededor de este último por medio de un cordón de soldadura 34.

El mismo sistema empleado para unir la hoja 10 a la hoja 100 se utiliza para unir entre sí todas las demás hojas 200, 300, 400 a fin de obtener finalmente el dispositivo 12.

Como ya se ilustró anteriormente, será evidente que las ventajas conseguidas con la presente invención derivan de la simplicidad con que los elementos resistivos se encierran en fundas o envueltas de material aislante, lográndose, de esta forma, un dispositivo estanco al agua, en el que los elementos resistivos peliculares no sólo se aíslan eléctricamente, sino también se impermeabilizan.

Claims (12)

1. Dispositivo de calentamiento, en particular para la descongelación de compartimentos congeladores, que comprende unos elementos resistivos peliculares (16a, 16b) conectados eléctricamente entre sí, siendo encerrados dichos elementos resistivos peliculares (16a, 16b) en fundas o envolturas cerradas (14) de material de aislamiento eléctrico, conteniendo cada funda o envoltura (14) uno o más elementos resistivos peliculares (16a, 16b) conectados eléctricamente entre sí, estando conectados eléctricamente dichos elementos resistivos (16) de cada funda (14) con elementos resistivos de, al menos, una de las otras fundas o cubiertas, a fin de mantener los elementos resistivos (16) contenidos en dichas fundas (14) eléctricamente aislados e impermeabilizados, y los elementos resistivos de, al menos, una de dichas fundas se conectan con cables eléctricos de alimentación o suministro (44), manteniendo, de esta manera, los elementos resistivos (16) aislados eléctricamente encerrados en uno, al menos, de las fundas o cubiertas (14), caracterizado por el hecho de que cada funda (14) comprende dos hojas inferior (13) y superior (15) recubiertas, teniendo cada una de estas hojas un borde perimétrico, quedando unidas dichas hojas inferior y superior (13, 15) en, al menos, una parte de su borde perimétrico (13a, b, c, y 15a, b, c) definiendo, de este modo un lado abierto (13d, 15d) y, quedando unidos los bordes del lado abierto (13d, 15d) con los bordes del lado abierto de las otras envueltas (114), a fin de cerrar dichas fundas (14, 114) y hermetizar dichos elementos resistivos (16a, 16b) en el interior de dichas fundas (14, 114), permitiendo, de esta forma, únicamente el paso de dichos cables eléctricos de alimentación o suministro (44) al exterior.

2. Dispositivo según la reivindicación primera, caracterizado por el hecho de que dichas dos hojas inferior y superior (13, 15) de cada funda (14) se juntan a lo largo del borde perimétrico (13a, b, c, d y 15a, b, c, d) por medio de una soldadura en caliente.

3. Dispositivo según la reivindicación segunda, caracterizado por el hecho de que dicha soldadura en caliente es una soldadura por calor de corriente de hiperfrecuencia.

4. Dispositivo según la reivindicación primera, caracterizado por el hecho de que dichas dos hojas inferior y superior (13, 15) de cada funda o envoltura (14) se junta, a lo largo del borde perimétrico (13a, b, c, d y 15a, b, c, d) por medio de encolado.

5. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que dichas fundas o cubiertas (14) comprenden unas ventanas (24).

6. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que dichos elementos resistivos (16) de dichas fundas o cubiertas (14) se conectan eléctricamente por medio de cables eléctricos de conexión (40, 42).

7. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones primera a quinta, caracterizado por el hecho de que dichos elementos resistivos (16) de dicha funda (14) están conectados eléctricamente entre sí por medio de pistas conductoras (40, 42) conectadas eléctricamente entre sí con ayuda de clips o puentes metálicos.

8. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que dichas fundas o envolturas (14) están fabricadas a base de material termoplástico.

9. Dispositivo según la reivindicación octava, caracterizado por el hecho de que dicho material termoplástico es polivinilo de cloruro (PVC).

10. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que dichos elementos resistivos peliculares (16) son del tipo "película espesa o gruesa de polímero" (PTF).

11. Dispositivo según la reivindicación décima, caracterizado por el hecho de que dichos elementos resistivos PTF (16) son del tipo "coeficiente de temperatura positivo" (PTC).

12. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que dichas fundas o envolturas (14) son en número de cinco, de suerte que, cuando se pliegan 90° las unas con respecto a las otras, forman una estructura paralelepípeda (10, 200, 300, 400) con cinco superficies que corresponden a las paredes (11a, b, c, d, e, f) del compartimiento congelador (11), en el cual va montado el dispositivo.