ES2248909T3 - Calentadores electricos de pelicula gruesa. - Google Patents

Abstract

Un receptáculo eléctrico para líquidos tiene una configuración de alta potencia y una configuración de baja potencia, y medios de control que permiten a un usuario seleccionar dicha configuración de alta potencia. El control reduce automáticamente la potencia cuando hierve el líquido en el receptáculo. El control también permite seleccionar un hervor ligero o uno largo.

Description

Calentadores eléctricos de película gruesa.

La presente invención se refiere a calentadores eléctricos de película gruesa.

Los calentadores de este tipo empiezan a ser utilizados en electrodomésticos para calentar agua, como por ejemplo, en el documento del solicitante WO 97/04694.

Los calentadores de este tipo comprenden una pista resistiva depositada sobre un sustrato aislante.

A fin de proteger el calentador en el caso de un sobrecalentamiento serio (como puede ocurrir en un electrodoméstico para calentar agua en el que falle el dispositivo de protección de sobrecalentamiento), en el documento WO 97/39603 se ha propuesto proporcionar un puente de aislante sobre la pista el cual está configurado de tal forma que se convertirá en un circuito abierto a través del puente por encima que de una temperatura previamente determinada.

La presente invención es un desarrollo de ese concepto.

De acuerdo con la invención se proporciona un calentador de película gruesa que comprende una pista resistiva eléctrica provista sobre un sustrato aislante, dos secciones previamente determinadas de dicha pista estando provistas de una capacidad de conducción de la corriente previamente determinada las cuales están puenteadas mediante un material de vidrio, la configuración de la pista y el material de vidrio siendo elegidos de tal forma que a una temperatura previamente determinada, la fuga de corriente entre las secciones de la pista se eleva hasta un grado tal que causa que una corriente de sobrecarga de fallo fluya a través de una o de ambas de dichas secciones la cual está substancialmente por encima de su capacidad de conducción de la corriente caracterizado porque dichas secciones están colocadas alejadas de por lo menos un extremo de la pista de forma que se limita dicha corriente de sobrecarga.

Preferiblemente el material de vidrio se aplica como un vidriado.

Preferiblemente la pista está provista con una zona localizada que tiene una caída de potencial relativamente pequeña a través de la misma adaptada para recibir un accionamiento térmicamente sensible de un control para el calentador.

Preferiblemente esa zona es una zona de serpentín.

Preferiblemente la zona de serpentín comprende por lo menos dos longitudes de pista paralelas conectadas mediante puentes de un material de alta conductividad.

Preferiblemente la zona de serpentín está dispuesta entre dicha una de dichas secciones de pista y dicho extremo de dicha pista.

Preferiblemente el calentador comprende longitudes de pista dispuestas geométricamente paralelas unas a otras, dichas longitudes estando puenteadas mediante puentes de un material de alta conductividad.

Preferiblemente el calentador comprende pistas de calentamiento de alta potencia y de baja potencia.

La invención se extiende también a un aparato para calentar líquidos que incorpora un calentador de acuerdo con la invención, por ejemplo una marmita de aire.

Una realización preferida de la invención se escribirá ahora a título de ejemplo únicamente, con referencia a los dibujos que se acompañan en los cuales:

la figura 1 es una vista en perspectiva de un calentador de acuerdo con la invención montado en una unidad de control;

la figura 2 es una sección a través del montaje del conjunto de la figura 1;

la figura 3 es una vista del calentador del conjunto de la figura 1;

la figura 4 es una vista esquemática de los diversos componentes de conmutación del control, el propio control cayendo fuera del ámbito de la invención, pero mantenido para los propósitos de la explicación;

la figura 5 muestra con mayor detalle los componentes del mecanismo de baja/alta potencia de la unidad de control;

la figura 6 muestra con mayor detalle los componentes del mecanismo de ebullición larga/corta de la unidad de control;

la figura 7 muestra el mecanismo de re-ebullición de la unidad de control;

la figura 8 es una vista del lado de la unidad de control la cual cuando se utiliza estará encarada al calentador de la figura 3;

la figura 9 muestra una vista en perspectiva de la unidad de ebullición suave del control;

la figura 10 muestra una vista en planta por debajo de la unidad de ebullición suave de la figura 8;

la figura 11 muestra con mayor detalle los componentes del mecanismo de ebullición seca del control; y

la figura 12 muestra un calentador de acuerdo con la invención montado sobre el moldeado base para una vasija para calentar un líquido.

Las figuras 1 hasta 12 ilustran una realización de la invención. Mientras la invención se refiere a un calentador de película gruesa, se incluye la descripción de un control para utilizarlo con el calentador con el fin de ayudar a explicar ciertas características del calentador. Para eliminar dudas, sin embargo, el calentador per se no forma parte de la invención reivindicada.

Disposición general

Con referencia a las figuras 1 a 12, se representa una unidad de control 2 la cual está montada contra un calentador de placa impresa de película gruesa 4. La unidad de control 2 y el calentador 4 se montan juntos antes de ser montados juntos cerca del orificio 6 en la base 8 del cuerpo de la marmita de aire de plástico.

Como se puede ver por ejemplo en la figura 5, la unidad de control 2 y el calentador 4 están montados a través de una pluralidad de ajustes del tipo de bayoneta 10. Con este fin, el calentador todos está provisto de 4 lengüetas equidistantes 12 (figura 3) las cuales se acoplan en las respectivas chavetas 14 (figura 5) que se extienden circunferencialmente desde cuatro salientes de montaje huecos 16 provistos en el alojamiento moldeado 18 de la unidad de control 2. Como se puede ver en la figura 5, las lengüetas 12 se apoyan sobre la pared posterior 20 de los salientes 16 de forma que colocan el calentador 4 giratoriamente con respecto a la unidad de control 2, para asegurar la alineación adecuada de las diversas conexiones eléctricas entre la unidad de control 2 y el calentador 4 como se escribirá con mayor detalle más adelante.

Como se puede ver en la figura 2, los salientes de montaje 16 se acoplan sobre pilares de montaje 22 provistos en la base del cuerpo de la marmita de aire 8 para recibir tornillos de sujeción 24 a través de ellos. Se verá que una junta de caucho de silicona 26 está dispuesta entre un reborde de junta en forma de L 28 provisto en la periferia del calentador 4 y un asiento en forma de L 30 provisto en el cuerpo de la marmita de aire 8 alrededor del orificio 6. La superficie inferior del saliente 16 se apoya contra la parte superior del pilar de montaje 22 de forma que se controla la presión de sujeción aplicada a la junta 26 y se evita un apriete excesivo que deformaría y dañaría las piezas respectivas. Como se apreciará, la disposición ilustrada comprende la junta axial y radialmente de forma que se produce un contacto de cierre hermético a lo largo de todas las superficies opuestas del reborde de junta 28 y el asiento 30. Para permitir que la junta 26 se expanda contra estas superficies sin solidificarse efectivamente, un nervio circunferencial 32 está provisto en uno de los asientos moldeados 30. De este modo se puede obtener una junta extremadamente satisfactoria.

También se notará a partir de la figura 3 que el calentador 4 tiene una serie de ranuras semicirculares 40 en su periferia exterior adyacentes a las lengüetas de bayoneta 12. Los pilares de montaje del cuerpo 22 pasan a través y se acoplan en estas ranuras 40 durante el montaje, de forma que una vez se ha montado el conjunto al cuerpo de la vasija, se evitará el giro del calentador con respecto a la unidad de control 2.

Unidad de control

Volviendo ahora a las características de la unidad de control 2, como se escribirá con mucho mayor detalle más adelante, la unidad de control 2 comprende una serie de mecanismos de control interrelacionados los cuales están montados en el alojamiento de control 18. Estos pueden ser identificados generalmente como sigue:

1. Un mecanismo de ebullición de alta potencia/
baja potencia 200 el cual permitirá al usuario hervir un líquido en la marmita de aire a alta potencia o a baja potencia y el cual conmutará automáticamente a un ajuste de baja potencia después de que el líquido en la vasija haya hervido;

2. Un mecanismo de ebullición larga/ebullición corta 300 el cual permitirá al usuario seleccionar un tiempo de ebullición largo o corto y automáticamente conmutar a ebullición suave después de que el líquido haya hervido;

3. Un mecanismo de re-ebullición 400 el cual permitirá al usuario volver a hervir el líquido en la vasija después de que haya hervido;

4. Una unidad de ebullición suave 500 la cual permitirá que el líquido de la vasija sea mantenido a una temperatura deseada después de la ebullición; y

5. Un mecanismo de protección de conexión en seco 600 el cual permitirá desconectar el suministro de potencia al calentador en el caso de sobrecalentamiento, por ejemplo si la marmita de aire hierve en seco o es conectada sin nada de agua en su interior.

Unicamente las ubicaciones generales de estos mecanismos están indicadas en la figura 1 y se describirán con mayor detalle más adelante. En primer lugar, sin embargo, es útil describir los detalles eléctricos del calentador 4 de la realización preferida y las diversas conexiones eléctricas realizadas en el mismo con referencia a las figuras 2 y 4.

Calentador

El calentador 4 es un calentador de película gruesa impresa. Los calentadores de este tipo son muy conocidos en la técnica y ahora se están empezando a utilizar para calentar agua. Por supuesto, su utilización ya ha sido propuesta en el contexto de las marmitas de aire de nuestro documento anterior WO 97/04694.

Brevemente, sin embargo, la estructura del calentador es muy similar a aquella descrita en el documento WO 97/04694, que comprende una placa de acero inoxidable 50 provista de un depósito central 52 alrededor del cual está depositada una capa dieléctrica aislante 54 sobre la cual están provistas una serie de secciones de pistas de calentamiento resistivo en serpentín 56, 58, 60. Un vidriado protector (no representado) está provisto sobre las pistas. La placa 50 tiene una serie de características alrededor de su periferia con fines de montaje, como ya se ha descrito antes.

Las secciones primera y segunda de la pista 56, 58 están dispuestas alrededor del exterior del calentador 4 y cada una de ellas tienen una potencia nominal de 1000 W. Estas secciones de pista están pensadas para calentar el líquido en la marmita de aire hasta la ebullición. La otra sección, interior, de la pista 32 tiene una potencia nominal de aproximadamente 80 W y está pensada para actuar como elemento de ebullición suave cuando se coloca en serie con las otras dos secciones de pista.

Como se puede ver, las respectivas secciones de la pista 56, 58, 60 son cada una de ellas un serpentín, comprendiendo una pluralidad de longitudes de pista paralelas, los respectivos extremos de las cuales están conectados mediante puentes 64 de un material de baja resistencia como por ejemplo plata. Los puentes de plata 64 pueden estar impresos en forma de una tinta adecuada por encima o por debajo de las secciones de la pista durante la fabricación del calentador y entonces vitrificados con las pistas del calentador 62. Esta disposición proporciona una disposición de la pista particularmente compacta y uniforme, lo cual significa que se puede utilizar una placa de calentador menor para una potencia de calentamiento dada, reduciendo de ese modo los costes.

La primera sección de la pista 56 está realmente dispuesta en dos partes de serpentín 56a, 56b. La menor, 56b, de las dos partes está pensada para recibir un accionamiento de conexión en seco 50 como se describirá más adelante. Ocupa un área relativamente pequeña (aproximadamente la misma área que el accionamiento de conexión en seco) y supone sólo aproximadamente el 20% de la resistencia total de la sección de la pista 56. Esto significa que existe una caída de potencial relativamente baja a través de las partes 56b, reduciendo de ese modo la posibilidad de cortocircuito a través del accionamiento 50.

Las secciones exteriores de la pista 56, 58 están provistas con las respectivas zonas 66, 68 las cuales están configuradas de tal forma que preferentemente se auto protegen al convertirse en circuitos abiertos en el caso de un sobrecalentamiento serio de la respectiva sección del elemento. Esta característica se describe con mayor detalle en el documento WO 97/39603, al cual se hará referencia para detalles adicionales. Esencialmente, sin embargo, en el caso de que el calentador se sobrecaliente, la resistencia del vidriado caerá de forma que permitirá una fuga de corriente que fluya entre partes adyacentes de la pista. Esto a su vez genera un calor adicional, el cual incrementa adicionalmente la fuga de corriente. Esto conduce muy rápidamente a que la corriente de fuga se escape, hasta el extremo de que exceda del valor nominal de diseño de la pista, la cual se vaporizado, inutilizando el calentador. Se verá que en esta realización la zona 66 por lo menos está situada con una separación desde un extremo de la pista 56. Esto se pretende que limite la corriente de sobrecarga a un valor que no conduzca a la fusión del fusible normal del aparato ni por supuesto el fusible de la casa dejando una longitud de pista resistiva entre la zona 66 y el terminal de la pista del calentador. La zona 66 puede estar separada también de ambos extremos de la pista 56 para proporcionar la respuesta deseada.

Un extremo de la sección de la pista 56 está provisto con un par de contactos terminales separados 70, 72 y el otro extremo con un contacto terminal 74. De forma similar un extremo de la sección de pista 58 está provisto de dos contactos terminales 76, 78 y su otro extremo con un único contacto terminal 80. Ese otro extremo de la sección de la pista 58 está conectado también a un extremo de la sección de pista de ebullición suave 60, de forma que el contacto terminal 80 actúa como una interconexión entre ambas secciones de pista 58, 60. El otro extremo de la sección de pista de ebullición suave 60 está provisto de un terminal de contacto 82.

Las conexiones eléctricas están realizadas a cada uno de estos contactos terminales mediante los respectivos contactos provistos en la unidad de control 2 como se escribirá ahora con mayor detalle más adelante.

Conexiones eléctricas a la pista del calentador

Como se puede ver más claramente a partir de la figura 4, el moldeado de control 18 está provisto de seis aberturas 84 a través del mismo para permitir el acceso a los diversos contactos terminales de la pista del calentador 70-80. Estas aberturas están construidas en el lado frontal del calentador (véase la figura 11) de forma que actúan como una pantalla y contienen cualquier arco producido en los contactos. El moldeado de control 18 tiene montado seis resortes de lámina de baja fuerza 86, 88, 90, 92, 94 y 96 dispuestos en pares respectivos. Cada resorte de lámina tiene un contacto eléctrico 70a, 72a, 74a, 76a, 78a, 80a, montado en su extremo libre para entrar en contacto con los correspondientes contactos respectivos de los terminales de la pista 70-80 a través de las aberturas 84.

Un primer par de resortes de lámina 86, 88, 56 están remachados juntos en un extremo a un saliente de montaje 98 en el cual está también montada una cinta conductora 100 (figura 1) que corre desde el pasador terminal neutro 102 de un conectador eléctrico 104 para la conexión a un suministro de potencia externo. Una conexión conductora adicional 106 corre desde el saliente neutro por debajo del moldeado de control 18 como se representa en la figura 8 para la conexión a la unidad de ebullición suave 500. Un segundo par de resortes de lámina 90, 92 está montado en un saliente adicional 108 al cual está conectada también una cinta conductora 110 que corre desde el pasador terminal de línea 112 del conectador 104. El tercer par de resortes de lámina 94, 96 está comúnmente remachado a un tercer saliente 114. Los resortes de lámina 86-96 son recibidos y están colocados en el interior de respectivos canales 116 moldeados dentro del moldeado de control 18.

La disposición de los resortes de lámina 86-96 permitirá que las secciones de calentamiento de la pista 56, 58 se coloquen selectivamente en serie o en paralelo, de forma que varíe la potencia del elemento durante el calentamiento del contenido de la marmita de aire para la ebullición, o que sean colocadas juntas en serie con la parte de la pista de ebullición suave 60 para producir una ebullición suave de baja potencia. Esto se consigue mediante el desplazamiento de una serie de brazos de palanca articuladamente montados los cuales acoplan los diversos resortes de lámina 86-96. Estos brazos de palanca forman parte de los diversos mecanismos respectivos mencionados antes y, por motivos de simplicidad, estos brazos de palanca se describirán más adelante en el contexto de esos mecanismos.

Mecanismo de alta potencia/baja potencia (figura 5)

Como se ha establecido antes, este mecanismo 200 permitirá que el usuario escoja hervir un líquido en la marmita de aire tanto a alta potencia como a baja potencia y automáticamente conmutará el calentador 4 al ajuste de baja potencia después de que el líquido en la vasija de la marmita de aire haya hervido. Con referencia primeramente a las figuras 4 y 5, el mecanismo comprende un accionamiento bimetálico de desconexión rápida 202 del tipo descrito en el documento GB 1542252 del cual está montado mediante su chaveta central 204 en una placa de cobre en forma de "gafas" 206 la cual está sujetada dentro de una muesca de montaje 208 provista en el moldeado de control 18. La superficie inferior de la placa de 206 en utilización se apoyará en contacto térmico con la base del depósito 52 de la placa del calentador 50.

La nariz 210 de un brazo de palanca doble articuladamente montado 210 está colocada sobre una parte periférica 214 del accionamiento 202. El brazo de palanca doble 212 está articuladamente montado en una ranura en V 216 provista en un pilar de montaje 218 vertical desde la base del moldeado de control 18. El brazo de palanca 212 es desviado y retenido en la ranura en V 216 mediante un resorte \Omega 220 (representado separadamente en la figura 5 para una compresión más fácil) montado entre los respectivos asientos 222, 224 provistos en la parte posterior de la nariz 210 y la cara frontal del pilar 218. Se apreciará que el brazo de palanca 212 es biestable, siendo forzado hacia una u otra de sus posiciones articuladas mediante el resorte \Omega 220 el cual también actuará para retener el brazo de palanca 212 en una u otra de sus posiciones de funcionamiento.

El brazo de palanca doble 212, el cual se ajusta alrededor del pilar de montaje 218, tiene un par de brazos que se prolongan hacia delante 226, los cuales se extienden por debajo de los resortes de lámina 86, 92. También tiene un par de brazos que se extienden hacia atrás 228 los cuales se extienden por debajo de los resortes de lámina 94, 96. Se apreciará que dependiendo de la posición del brazo de palanca doble 212, cualquiera de los contactos de los resortes de lámina 70a, 78a serán elevados de sus respectivos contactos terminales correspondientes del calentador 70, 78 con los contactos de los resortes de lámina 72a, 74a en contacto con los contactos terminales del calentador 72, 74 o viceversa.

En la última condición como se ilustra en la figura 5, las secciones de la pista del calentador 56, 58 estarán conectadas eléctricamente en paralelo, ya que el lado neutro del suministro eléctrico estará conectado a través de los resortes de lámina 86, 88 y los contactos 70a, 80a a los contactos terminales 70, 80 de las secciones de pista y el lado de línea del suministro conectado a los otros contactos terminales 76, 78 de las secciones de pista a través de los resortes de lámina 90, 92 y los contactos 76a, 78a. Por lo tanto el suministro eléctrico estará conectado a través de la sección de pista 56 a través de los contactos terminales 70, 74 y a través de la sección de pista 58 a través de los contactos terminales 78, 80. Puesto que cada sección de pista tiene una potencia nominal de 1 kW, esto suministrará una potencia calorífica de 2 kW.

Sin embargo, en la otra condición con los resortes de lámina 86, 92 y los contactos 70a, 78a elevados, las secciones de pista 56, 58 estarán eléctricamente dispuestas en serie. Una conexión neutra se realizará a la parte de pista 58 a través del resorte de lámina 88, el contacto 80a y el contacto terminal 80 y una conexión de línea realizada a la parte de pista 56 a través del resorte de lámina 90, el contacto 74a y el contacto terminal 74. Los resortes de lámina 94, 96 puentean entonces los contactos terminales 72, 76 de las pistas 56, 58 para conectar las secciones de pista en serie y suministrar por lo tanto una potencia calorífica de 500 W.

Como se representa en las figuras 1 y 3, está provisto un brazo vertical 230 en la parte posterior del brazo de palanca doble 212. Éste está unido a un una varilla de empuje 232 la cual se extiende deslizantemente dentro de un orificio 234 en la cara frontal 236 del moldeado de control 18. Como se representa en la figura 12, cuando la unidad de control está instalada en la marmita de aire, esta cara 236 estará dispuesta detrás de una ventana 238 en un moldeado base 240 de la marmita de aire. La ventana estará cubierta con un diafragma flexible (no representado) para permitir que el extremo de la varilla 232 sea presionado por el usuario. Se apreciará que cuando se pulsa el botón, el brazo de palanca doble 212 girará en el sentido contrario a las agujas del reloj (en el sentido de la figura 1) alrededor de su montaje dentro la posición representada en la figura 5, es decir a la condición de ebullición de alta potencia.

También como se representa en las figuras 1 y 5, un brazo en arco 242 está integralmente moldeado a un lado del brazo de palanca doble 212. Éste tiene un asiento en forma de U 244 que permite el paso de la varilla de empuje 232 y en su extremo libre acopla un mecanismo indicador 250. El mecanismo indicador 250 comprende un brazo oscilante biestable 252 articuladamente montado en un asiento provisto en la parte posterior de la pared frontal 236 del moldeado de control 18. El brazo oscilante 252 está desviado dentro de su asiento y forzado en una u otra de sus posiciones funcionales mediante un resorte helicoidal 256 el cual está anclado alrededor de una oreja 258 en el brazo oscilante 252 y un montante 260 en la pared frontal 236 del moldeado 18. El brazo oscilante 252 tiene simétricamente dispuestas cabezas que se prolongan hacia arriba y hacia abajo 262 (sólo la superior de las cuales es visible en la figura 5), cada una de las cuales con una cara indicadora plana 264 la cual está muy coloreada, por ejemplo provista de un acabado "fosforescente". Estas cabezas 262 están dispuestas para descansar por detrás de las respectivas ventanas superior e inferior 270 en la base del moldeado 240 de la marmita de aire como se ilustra en la figura 12.

En la posición representada en la figura 5, la cara superior 264 descansará por detrás de su ventana 270, la cual aparecerá por lo tanto iluminada, indicando un calentamiento de alta potencia. Sin embargo, si el brazo de palanca doble 212 se desplaza a su otra posición, el brazo 230 desplazará el mecanismo indicador a su otra posición de forma que la cara 264 se desplaza alejándose de su ventana 270 (la cual aparecerá entonces oscura) y la otra cabeza 262 se moverá entonces a la posición en su ventana 270 y aparentemente iluminada indicando de ese modo un calentamiento de baja potencia.

El brazo en arco 242 unido al brazo de palanca doble 212 acopla el brazo indicador 252 con un movimiento perdido de forma que el accionamiento 212 tampoco tiene que desplazar el mecanismo indicador cuando funciona, reduciendo de ese modo las fuerzas en el accionamiento. El brazo indicador 252 es realmente recogido por el brazo 240 después de que el brazo de palanca doble 212 haya sido desplazado por el accionamiento 102.

El mecanismo 200 descrito antes no sólo permite que el usuario seleccione una ebullición de alta potencia a voluntad, sino que también asegura que una vez hierva el líquido en la vasija, automáticamente reducirá la potencia cuando ocurra la ebullición. Esto es extremadamente importante, puesto que las marmitas de aire son contenedores herméticamente cerrados y si se les deja hervir durante cualquier período de tiempo a 2 kW, pueden resultar muy peligrosas para el usuario. Suponiendo que el control esté en la condición de ebullición de alta potencia representada en las figuras 3 y 4, cuando el líquido en la vasija de la marmita de aire hierve, el accionamiento bimetálico 202 funcionará mediante conducción térmica a través del depósito 52 del calentador 4 y la placa 206 dentro de un período de tiempo previamente determinado, por ejemplo 5 segundos. Esto causarán que la periferia del accionamiento se desconecte rápidamente hacia arriba, transportando con ella la nariz 210 del brazo de palanca doble 212. El brazo 212 girará entonces sobre el centro con respecto al resorte omega 220, causando que los brazos 226 eleven los resortes de lámina 86, 92 y permitiendo que los brazos 228 desciendan los resortes de lámina 94, 96. Por lo tanto las pistas del calentador 56, 58 serán conmutadas de una conexión en paralelo a una en serie, esto es a un ajuste de ebullición de baja potencia. Al mismo tiempo el indicador 252 cambiará la condición desde su posición de alta potencia para indicar el ajuste de baja potencia.

Por supuesto, si la marmita de aire ha estado hirviendo a baja potencia, el funcionamiento del accionamiento 202 no tendrá efecto de la potencia calorífica, ya que la nariz 210 del brazo de palanca 212 estará fuera de acoplamiento con el accionamiento 202.

Mecanismo de larga ebullición/corta ebullición (figura 6)

El mecanismo de baja potencia/alta potencia descrito antes sólo determina si el líquido en la marmita de aire va a ser hervido a alta potencia o a baja potencia. El mecanismo de larga/corta ebullición 300 descrito primeramente con referencia a las figuras 1, 4 y 6, permite al usuario seleccionar un tiempo de ebullición corta o ebullición larga y automáticamente ajusta la marmita de aire a ebullición suave después del tiempo de ebullición deseado.

El mecanismo 300 comprende un brazo selector 302 el cual está articuladamente montado en ranuras en V 304, 306 en los respectivos pilares de montaje separados 308, 310 provistos en el moldeado de control 18. El brazo selector 302 es biestable y es desviado dentro de las ranuras 304, 306 y una u otra de sus posiciones de funcionamiento mediante un resorte \Omega 312 el cual actúa entre los respectivos asientos 314, 316 provistos en el brazo selector 302 y el pilar de montaje 308.

Extendiéndose en una dirección desde el brazo selector 302 hay un brazo de accionamiento 318 el cual se acopla con el reborde periférico 320 de un accionamiento bimetálico 322 el cual está montado en la cara inferior de la placa conformada en forma de gafas 206. Además, en un extremo de un miembro transversal 324 del brazo selector 302 está provisto un cojinete 326 para un brazo articuladamente montado 328. El brazo 328 se sujeta firmemente dentro de casquillo 326 y tiene un contrapeso 330 formado en un extremo y un brazo elevador del resorte de lámina 332 en su otro extremo. El brazo elevador del resorte de lámina 332 se extiende por debajo del miembro de montaje 334 del brazo selector 302 y tiene una oreja 338 la cual se acopla por debajo del resorte de lámina 88. El brazo elevador del resorte de lámina 332 también tiene un pilar de apoyo 340 el cual acopla la periferia del accionamiento bimetálico 202.

Una pata 342 (figura 6) se extiende hacia abajo desde el miembro de montaje 334 del brazo selector 302 y acopla una varilla de empuje 344 la cual se extiende a través de una abertura 346 en la cara frontal del moldeado de control 18. Ésta estará cubierta mediante un diafragma flexible del mismo modo que la varilla de empuje de potencia de ebullición 232 y permitirá al usuario seleccionar un tiempo de ebullición largo, como se explicará adicionalmente más adelante.

Un brazo en arco 350 se extiende alejándose del miembro transversal 334 y se acopla en un indicador del tiempo de ebullición 52 idéntico en construcción y funcionamiento al indicador de potencia de ebullición descrito antes y el cual indicará si la marmita de aire está en modo de ebullición larga o de ebullición corta. En la condición representada en la figura 6, el mecanismo está en el modo de ebullición larga y una cara del indicador 354 estará dispuesta en una ventana 356 en el moldeado de la base de la marmita de aire 240 (véase la figura 12).

Finalmente, un brazo en arco adicional 360 (figura 6) el cual está articuladamente montado en rodamientos 362 en el moldeado de control 18 tiene una nariz 364 la cual descansa sobre un resorte de lámina 88. El otro extremo 366 del brazo se acopla todavía con un mecanismo indicador adicional 368 el cual es idéntico en construcción y funcionamiento a los otros mecanismos indicadores descritos antes y el cual indicará si la marmita de aire está tanto en ebullición como en ebullición suave, como se describirá adicionalmente más adelante. El extremo 366 está provisto de un contrapeso integral 370 para ayudar al mecanismo 268 a volver a su posición de cocción.

Suponiendo que el mecanismo esté en la condición de ebullición corta, el brazo selector 302 estará en la condición representada en la figura 4, con el pilar de apoyo 340 del brazo elevador del resorte de lámina 332 descansando en la periferia del accionamiento bimetálico 202. Cuando el accionamiento 202 funciona, cuando el líquido en la vasija hierve, el pilar 340 será elevado por el accionamiento 202, girando de ese modo el brazo 332 en el casquillo 326 y elevando de resorte de lámina 88.

Si el mecanismo inicialmente está ajustado en la condición de ebullición larga presionando la varilla de empuje de ebullición larga 324, entonces el brazo selector 302 girará hacia arriba desde su posición de ebullición corta, de forma que el pilar de apoyo 240 deje de acoplar el accionamiento 202. En cambio, el brazo de accionamiento de ebullición larga 318 se desplaza al acoplamiento con el accionamiento bimetálico 322 por debajo de la placa 206. El accionamiento bimetálico 322 está térmicamente dispuesto alejado del depósito del calentador y es calentado por conducción a través de la placa de montaje 206. Una zona de estrangulación 370 en la placa reduce la transferencia de calor al accionamiento 322, de forma que no funcionará hasta algún tiempo después de que funcione el accionamiento 202.

Por lo tanto cuando el control se ajusta a ebullición larga, el accionamiento 202 funcionará primero, pero esto no tendrá efecto en el mecanismo, ya que no desplazará el brazo de elevación del resorte de lámina 332. Después de un tiempo adicional previamente determinado, sin embargo, el accionamiento de ebullición larga 322 funcionará, girando el brazo selector 302 en el sentido contrario a las agujas del reloj en el sentido de la figura 4 y desplazándolo por encima del centro con respecto al resorte omega 312. Con este desplazamiento, el pilar 340 en el brazo de elevación del resorte de lámina 332 se desplaza al acoplamiento con la periferia del accionamiento bimetálico 202 (el cual será elevado, habiendo sido ya accionado) y el movimiento continuado del brazo selector 302 causará que el brazo de elevación del resorte de lámina 332 que gire en el sentido contrario a las agujas del reloj alrededor del pilar 340 para elevar el resorte de lámina 88.

Como se recordará, cuando el líquido en la vasija hierve, el accionamiento 202 acciona el mecanismo de alta/baja potencia para conectar las secciones de la pista del calentador 56, 58 en serie para proporcionar una potencia calorífica de 500 W, si no están ya conectados de ese modo. Si la marmita de aire se ajusta inicialmente para alta potencia, ebullición corta, entonces el resorte de lámina 88 será elevado sustancialmente al mismo tiempo que el mecanismo de alta/baja potencia conmuta las secciones de la pista 56, 58 en serie. Si el control está ajustado para alta potencia, ebullición larga entonces el accionamiento 202 actuará para conectar las secciones de pista 56, 58 en serie algún tiempo antes de que funcione el accionamiento de ebullición larga 322. Cuando el resorte de lámina 88 es elevado por el brazo de elevación del resorte de lámina 332, interrumpe la conexión eléctrica entre el contacto 80a y el contacto del terminal del calentador 80, lo cual coloca las tres secciones de la pista 56, 58, 60 en serie para proporcionar una potencia baja de ebullición suave. El circuito eléctrico al calentador está provisto a partir del terminal neutro del conectador de la red 102 a través de la unidad de control de ebullición suave 500 al contacto terminal de la pista de ebullición suave 82, a través de la sección de pista de ebullición suave 60, la sección de pista del calentador 58 al terminal 76, a través de los resortes de lámina de puenteo 94, 96 al contacto terminal 72 de la sección de pista 56, a través de la sección de pista 56 al contacto terminal 74 y a través del resorte de lámina 90 al terminal de línea del conectador de la red 112.

Se apreciará que durante el calentamiento se hace contacto eléctrico al contacto terminal 80, el elemento de ebullición suave 60 está efectivamente cortocircuitado, ya que ambos extremos estarán al mismo potencial neutro.

Mientras el contacto permanezca interrumpido en el terminal 80, el calentador variará cíclicamente dependiendo únicamente del ajuste de la unidad de control de ebullición suave 500, cuya construcción y funcionamiento se describirán adicionalmente más adelante.

También, el funcionamiento del mecanismo anterior devuelve al brazo selector 302 a su posición de ebullición corta. Además, la elevación del resorte de lámina 88 también desplaza el indicador 368 a su posición de indicación de ebullición suave a través del brazo 360.

Si se desea volver a hervir el líquido en la marmita de aire después de que el calentador empiece la ebullición suave, entonces está provisto un mecanismo de re-ebullición 400 como se describirá ahora.

Mecanismo de re-ebullición (figura 7)

Una vez el líquido en la marmita de aire haya hervido y el calentador empiece a la ebullición suave, continuará con ebullición suave hasta que o bien el accionamiento 202 caiga por debajo de su temperatura de reajuste (lo cual puede ocurrir si la marmita de aire se desconecta, o si se añade agua fría), o bien el usuario accione un mecanismo de re-ebullición 400. La temperatura preferida de reajuste del accionamiento es aproximadamente 50ºC, lo cual permitirá que el accionamiento se reajuste si, como es típico, se añade a la vasija un volumen de líquido a la temperatura ambiente (por ejemplo 20ºC) a un volumen similar de líquido a aproximadamente 80ºC.

El mecanismo de re-ebullición 400 comprende un brazo de palanca de re-ebullición 402 articuladamente montado en el moldeado 18. El brazo de la palanca de re-ebullición 402 tiene una nariz 404 la cual descansa por encima de la periferia del accionamiento bimetálico 202. El brazo de palanca 402 también actúa sobre una varilla de empuje 406 la cual se es tiende a través de una abertura adicional 408 en la cara frontal 236 del moldeado de control 18, el cual es accesible a través de la ventana 238 provista en el moldeado inferior de la marmita de aire 240, ventana 238 la cual está cubierta mediante un diafragma o similar para ser empujada por un usuario. Cuando la varilla de empuje 406 es presionada, causará que la nariz 404 gire hacia abajo sobre la periferia del accionamiento 202 de forma que lo reajuste. Cuando hace eso, el brazo de elevación del resorte de lámina 332 es descendido para que vuelva hacer contacto en el contacto terminal del calentador 80, cortocircuitando de ese modo la parte de pista de ebullición suave 60 y conectando otra vez las secciones de pista 56, 58 en serie para proporcionar baja potencia calorífica. Al mismo tiempo, el brazo indicador de ebullición suave 360, el cual descansa sobre el resorte de lámina 88, vuelve a su posición de calentamiento bajo la acción de su contrapeso 370, cambiando de ese modo la condición del indicador 268 el cual se desplaza desde una condición de ebullición suave a ebullición.

Cuando se requiera entonces alta potencia de ebullición, se debe presionar la varilla de empuje de alta potencia 232 para girar el brazo de palanca 210 para volver a conectar las secciones de pista 56, 58 en paralelo.

Unidad de ebullición suave (figuras 8, 9 y 10)

La unidad de ebullición suave 500 es una unidad completamente separada, previamente calibrada, la cual está montada en una ranura 502 formada en la base del moldeado de control 18 desde abajo, como se representa en la figura 7. La unidad de ebullición suave está retenida en la ranura mediante pinzas moldeadas 504 provistas en el moldeado de control 8. Como se ha descrito antes, una conexión conductora 106 se extiende dentro de la ranura de montaje 502 para conectar el lado neutro de suministro de potencia a la unidad de ebullición suave 500.

Como se representa en las figuras 8, 9 y 10, la unidad de control de ebullición suave 500 comprende un paquete de componentes sostenidos juntos mediante remaches 506. El paquete incluye, desde abajo hacia arriba, una placa base 508, un cuerpo aislante inferior 510, una placa de montaje de contacto 512, una placa de resorte 514 y un cuerpo aislante superior 516.

La placa base de 508 es de un material térmica y eléctricamente conductor como por ejemplo cobre y tiene una pata que se prolonga hacia abajo 520 para acoplar una parte de la pista de ebullición suave 60 cuando la unidad de ebullición suave 500 se monta en el calentador. Esta pata 520 detecta por lo tanto la temperatura de la pista 60 la cual será indicativa de la temperatura de líquido en el interior de la vasija. La placa base 508 también tiene un contacto eléctrico que se extiende hacia abajo 522 el cual se acopla con el contacto terminal 82 de la pista de ebullición suave 60. Finalmente tiene una parte que se prolonga hacia delante 524 la cual actúa como un tope posterior para el contacto móvil 526 de un accionamiento bimetálico que actúa por desconexión rápida 528.

El accionamiento 528 está dispuesto en contacto térmico con la placa 508 de forma que recibe calor de ella y está ligeramente redondeado de forma que invierte su curvatura cuando se calienta por encima de una cierta temperatura de funcionamiento, como es muy conocido en la técnica. De hecho, el accionamiento 528 tiene una chaveta que se prolonga hacia atrás 530 la cual está remachada mediante remaches 532 a la placa 508. El accionamiento 528 tiene un contacto 526 montado en una chaveta móvil 534 definida mediante corte en forma de U 536 del accionamiento 528, el cual en uso hace e interrumpe el contacto eléctrico con un contacto fijo 538 formado en una prolongación 540 de la placa de montaje de contacto 512.

Un extremo de los miembros laterales 542 del accionamiento 528 está sujetado entre un resorte de arco 544 y los brazos 546 de una palanca de ajuste en forma de L 548 la cual está articuladamente montada en ranuras en V 550 provistas en el cuerpo aislante inferior 510.

El extremo superior 552 de la palanca 548 es desviado por la acción del resorte de arco 544 contra un tornillo de ajuste 554 el cual está montado en un saliente roscado 556 formado en el moldeado del cuerpo aislante superior. La acción combinada del resorte de arco 544 y el brazo de palanca 546 que actúa sobre los miembros laterales 542 del accionamiento 528 determina sus características de funcionamiento y proporcionar un mecanismo de ajuste como se describirá adicionalmente más adelante.

La placa de montaje de contacto 512 está colocada entre los cuerpos aislantes superior e inferior 510, 516 y está sujeta contra la placa de resorte 514 la cual tiene cuatro hojas elásticas 560 que se extiende desde ella. Estas hojas 560 las cuales actúan contra el fondo de la ranura 502 actúan no sólo para desviar la unidad de ebullición suave 400 a un buen contacto térmico con el calentador 4, sino que también una de ellas se acopla con la conexión conductora 106 la cual se extiende dentro de la ranura de montaje 502.

El cuerpo aislante inferior 510 comprende un par de salientes huecos que se extienden hacia arriba los cuales pasan a través de agujeros provistos en ambas placas, la placa de montaje de contacto 512 y la placa de resorte 514, de forma que ambas colocan los componentes del paquete uno con respecto a otro, pero también aíslan eléctricamente la placa de contacto 512 y la placa de resorte 514 de los remaches 506 los cuales sostienen junto el paquete y los cuales pasan a través del paquete desde la placa base 508 (con la cual están eléctricamente conectadas) a la superficie superior del cuerpo aislante superior 516.

Como se ha dicho antes, el cuerpo aislante superior 516 tiene un saliente roscado 556 el cual recibe un tornillo de ajuste 554. La palanca de ajuste 548 está articuladamente desviada contra el tornillo de ajuste 554 por la acción del resorte de arco 544 a través del accionamiento 528. Como se puede ver a partir de la figura 1, cuando la unidad de ebullición suave 500 se instala en su ranura 502 en el moldeado de control, la cabeza del tornillo de ajuste 554 se extiende a través de la base de la ranura 502 y se puede acoplar con una cabeza conformada complementariamente 562 de una varilla 564. El otro extremo de la varilla 564 se acopla con un tornillo de ajuste 566 montado en una abertura 568 en la cara frontal del moldeado de control 18 y el cual puede ser manipulado por el usuario, por ejemplo con un destornillador.

Se apreciará que a medida que el tornillo de ajuste 554 se desplaza hacia atrás y hacia delante por el giro de la varilla 564, la palanca 548 girará y desplazará los miembros laterales 542 del accionamiento 528 contra la acción del resorte de arco 544. Esto cambiará el punto de funcionamiento del accionamiento 528, lo cual significa que se necesitará una temperatura más elevada o más baja detectada para accionar el accionamiento 528. Por lo tanto la temperatura de ebullición suave deseada del agua puede ser establecida simplemente por el usuario ajustando la cabeza exterior del tornillo 566. La disposición de desviación por resorte descrita antes permite variar la geometría de la cuchilla en todas direcciones desde su posición neutra, como posición de fabricación, afrontando de ese modo una gama mayor de ajuste disponible.

Cuando la unidad de control 2 conmuta a su modo de ebullición suave mediante el funcionamiento del mecanismo 300, como se ha descrito antes, la unidad de ebullición suave 500 variará cíclicamente el calentador abriendo y cerrando los contactos 526, 538, los cuales interrumpen el lado neutro del suministro al elemento.

Protección de conexión en seco (figuras 8 y 11)

En el caso en el que la vasija hierva en seco o se conecte sin líquido en ella, está provisto también un mecanismo de protección de conexión en seco 600.

Este mecanismo, el cual se describe principalmente con referencia a las figuras 4, 8 y 11 comprende un accionamiento bimetálico de acción de desconexión rápida 602 el cual, como se representa en la figura 6 está montado mediante su chaveta central 604 en la cara del moldeado de control 18 la cual está encarada al calentador 4. De hecho, la chaveta 604 del accionamiento está montada en un resorte de lámina de acero inoxidable 606 el cual está sujeto dentro de un pilar de montaje 608 en el alojamiento de control 18. Este resorte 606 actúa elásticamente para desviar el accionamiento 602 contra la parte de pista 56b (figura 2) cuando la unidad de control 2 se monta en el calentador 4. La posición pretendida del accionamiento 602 se indica en líneas discontinuas en la figura 2.

Una nariz 610 de un brazo de la palanca de conexión en seco 612 el cual está articuladamente montado en un soporte 614 provisto en el moldeado 18 se extiende a través de la base del moldeado de control 18 para acoplar el accionamiento 602.

El brazo de palanca de conexión en seco 612 tiene dos miembros conformados globalmente en U 616, 618 (figura 9) los cuales tienen orejas respectivas 620, 622, 624 y 626 las cuales se acoplan por debajo de los respectivos resortes de lámina 86, 88, 90, 92.

En el caso en el que la sección de la pista del calentador 56b se sobrecaliente, es decir si la marmita de aire se conecta sin agua en su interior, funcionará el accionamiento 602, para empujar sobre la nariz 610 del brazo de palanca de conexión en seco 612, girando de ese modo el brazo de palanca de conexión en seco 612 para elevar los cuatro resortes de lámina 88, 90, 92, 94. Esto interrumpe la conexión eléctrica a los contactos terminales 70, 80, 74, 78 de las pistas de calentamiento 56, 58, lo cual desconecta completamente el suministro de energía a estas pistas, sin tener en cuenta el ajuste del control y por lo tanto sin tener en cuenta cuáles de estos contactos ya han sido realizados. También se apreciará que esto desconectará también el suministro de potencia a la sección de pista de ebullición suave 60. Una vez el calentador 4 se enfría, el accionamiento 602 se reajustará automáticamente, permitiendo que se vuelvan a realizar los contactos y el calentador variará cíclicamente entonces conectándose y desconectándose hasta que sea desconectado o se añada líquido a la marmita de aire para evitar el sobrecalentamiento.

Como se puede ver también en la figura 11 en particular, un par de orejas 630, 632 se extienden desde la parte superior del brazo de palanca de conexión en seco 612 y se acoplan con ganchos 634 provistos en un brazo de palanca adicional globalmente en forma de L 636. Este brazo de palanca 636 está articuladamente montado en rodamientos 638, 640 en el moldeado de control 18. El otro extremo del brazo de palanca 636 está provisto con un acoplamiento 642 para la conexión a una varilla de empuje adicional (no representada) la cual está conectada a mecanismo de interbloqueo en la marmita de aire que está dispuesta de tal forma que en el caso en el que la tapa de la marmita de aire se abra, o el usuario intente verter líquido desde la vasija, la varilla de empuje tirará hacia arriba del brazo de palanca 536 (en el sentido de la figura 11), girando de ese modo el brazo de palanca de conexión en seco 612 para abrir los cuatro contactos e inutilizar el calentador. Esto ayudará a evitar daños a cualquiera utilice la marmita de aire, ya que el líquido en la marmita de aire no estará hirviendo cuando se abra o se vierta la marmita de aire.

Claims (9)

1. Calentador de película gruesa (4) comprendiendo una pista resistente eléctrica (56, 58, 60) provista en un substrato aislante (54), dos secciones previamente determinadas (56, 56a) de dicha pista provistas de una capacidad de conducción de la corriente previamente determinada estando puentadas mediante un material de vidrio, la configuración de la pista y del material de vidrio siendo seleccionados de tal forma que a una temperatura previamente determinada, la corriente de fuga entre las secciones de la pista se eleva hasta un extremo que causa que una corriente de sobrecarga de fallo fluya a través de una o de ambas de dichas secciones la cual está sustancialmente por encima de su capacidad de conducción de corriente, caracterizado porque dichas secciones (56, 56a) están colocadas alejadas de por lo menos un extremo de la pista de forma que limita dicha corriente de sobrecarga.

2. Calentador de película gruesa como se reivindica en la reivindicación 1 en el que el material de vidrio se aplica como un vidriado.

3. Calentador de película gruesa como se reivindica en la reivindicación 1 o 2 en el que dicha pista está provista de una zona localizada (56b) que tiene una caída de potencial relativamente pequeña a través de ella adaptada para recibir un accionamiento térmicamente sensible de un control para el calentador.

4. Calentador de película gruesa como se reivindica en la reivindicación 3 en el que dicha zona (56) es una zona de serpentín.

5. Calentador de película gruesa como se reivindica en la reivindicación 4 en el que dicha zona de serpentín (56b) comprende por lo menos dos longitudes de pista paralelas conectadas por puentes de un material de alta conductividad.

6. Calentador de película gruesa como se reivindica en las reivindicaciones 4 o 5 en el que dicha zona de serpentín (56b) está dispuesta entre una de dichas secciones de pista (66) y un extremo de dicha pista.

7. Calentador de película gruesa como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores comprendiendo longitudes de pista dispuestas geométricamente paralelas unas a otras, dichas longitudes estando puenteadas por puentes de un material de alta conductividad.

8. Calentador de película gruesa como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el calentador comprende pistas del calentamiento de alta potencia y de baja potencia.

9. Aparato para calentar líquidos que comprende un calentador como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores.