ES2295077T3 - Dispositivo de calentamiento de aire, fluidos y materiales, en medio seco o humedo, alimentado con corriente de baja tension o tbts alterna o continua. - Google Patents
Dispositivo de calentamiento de aire, fluidos y materiales, en medio seco o humedo, alimentado con corriente de baja tension o tbts alterna o continua. Download PDFInfo
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Abstract
Dispositivo de calentamiento eléctrico de aire, fluidos y materiales destinado a recubrir superficies u objetos planos o/y con relieves, de todas las dimensiones, de todas las formas, macizas o caladas, dicho dispositivo comprende un soporte aislante y al menos dos electrodos (4 y 4¿) separados una distancia (d) fija o variable, de longitud L, unidos a los bornes P y N, recubiertos por una materia fluida pastosa (5) de resistividad eléctrica ajustable, que recubre los electrodos y la superficie (S) entre estos, de tal manera que, durante la puesta en tensión, la materia fluida o pastosa (5) se comporte como resistencia calentadora, caracterizado porque la materia fluida o pastosa (5) contiene en un aglutinante, o/y una sustancia flexible, elástica, maleable, del 10 al 90% en peso de cargas conductoras constituidas por una mezcla de dos productos, uno de soporte granular, el otro de soporte laminar, de resistividad eléctrica diferente y de dosificación variable del 50/50 al 10/90% en función de la resistividad final esperada.
Description
Dispositivo de calentamiento de aire, fluidos y
materiales, en medio seco o húmedo, alimentado con corriente de baja
tensión o TBTS alterna o contínua.
Dispositivo de calentamiento de aire, fluidos y
materiales, en medio seco o húmedo, alimentado con corriente de
baja tensión o TBTS alterna o continua.
La presente invención se refiere a un
dispositivo de calentamiento eléctrico de aire, fluidos y
materiales destinado a recubrir superficies u objetos planos o/y
con relieves de todas las dimensiones, de todas las formas,
macizas o caladas, particularmente bajo muy baja tensión de
seguridad (TRTS) o baja tensión y un procedimiento para su
fabricación.
Ya se conoce por el certificado de autor búlgaro
BG 15934 una materia resistente no metálica para el calentamiento
eléctrico por radiación que comprende:
- grafito gris o negro, a razón de 100 partes en
peso,
- una materia de carga neutra, a razón de 0 a 50
partes en peso,
- barniz de negro al fuego, a razón de 75 a 150
partes en peso,
- y coresilina, a razón de 60 a 120 partes en
peso.
Esta materia tiene la ventaja de permitir el
calentamiento de un local a baja temperatura consumiendo menos
energía que los sistemas tradicionales, pero presenta el
inconveniente de utilizar grafito gris o negro y barniz de negro al
fuego como aglutinante. Los elementos calentadores, hechos de
grafito gris o negro y de barniz de negro al fuego, necesitan un
tratamiento mecánico para adquirir los parámetros eléctricos
necesarios. El barniz de negro al fuego presenta una resistencia
mecánica relativamente débil, se agrieta muy rápidamente y,
destruido, se vuelve inservible...
También se conoce, por la solicitud de patente
francesa FR-A-2 593 185 presentada
el 30 octubre 1986, una materia eléctricamente resistente para el
calentamiento por radiación que comprende grafito amorfo,
poli(acetato de vinilo), alcohol desnaturalizado, y un
agente diluyente constituido por coresilina.
Aún teniendo la ventaja de presentar una
resistencia mecánica elevada, esta materia también presenta
inconvenientes. Por ejemplo, la medida de la resistencia de esta
pintura grafitada demuestra una resistencia importante, lo que
permite el paso de una intensidad de corriente muy débil, para una
tensión aplicada del orden de 50 voltios en los bornes de un
revestimiento de este tipo.
Se conocen también las solicitudes de patente
francesa FR-A-2 709 590 con fecha
del 03 09 1993, FR-A-2 709 589 con
fecha del 29 04 1994, la solicitud de patente europea con fecha del
26 08 1994 EP-A-O 641 845 de los
inventores Thuny y Sinigalia.
Su invención presenta algunos inconvenientes de
los cuales se puede señalar que el aglutinante de la descripción y
utilizado está incorporado un producto que contiene una sustancia
prohibida (el plomo), pero además la fluidez es demasiado
importante debido a Plioway® EC-1; si el fluido
realiza un buen funcionamiento durante su aplicación sobre
superficie horizontal, distinto es el caso aplicación vertical, por
ejemplo sobre los muros, el soporte únicamente laminar no conviene
ya realmente para la unión eléctrica con los conductores alargados
en láminas adhesivas, que provocan múltiples arcos eléctricos
entre las láminas y la superficie calentadora que se destruye y se
vuelve inservible. Por otro lado, la puesta bajo tensión presenta
un peligro real ya que se realiza superponiendo los cables
eléctricos y/o los conductores; pero sobre todo no puede utilizarse
en medio húmedo.
Por otro lado, se comercializan pinturas que
contienen un bajo porcentaje en peso (generalmente del orden del 3%)
de cargas conductoras. La incorporación en el seno de dichas
pinturas de dichas cargas está destinada a mejorar su aplicación
volviéndolas electrostáticas. Dichas pinturas no son, a la vista
del bajo contenido de cargas que contienen, eléctricamente
conductoras.
Un objeto de la invención es un dispositivo de
calentamiento eléctrico de aire, fluidos y materiales destinado a
recubrir superficies u objetos planos o/y con relieves, de todas
las dimensiones, do todas las formas, macizas o caladas,
comprendiendo dicho dispositivo un soporte aislante y al menos dos
electrodos (4 y 4') separados una distancia (d) fija o variable, de
longitud L, unidos a los bornes P y N, recubiertos de una materia
fluida o pastosa (5) de resistividad eléctrica ajustable, que
recubre los electrodos y la superficie (S) entre estos, de manera
que a la puesta bajo tensión, la materia fluida o pastosa (5) se
comporte como resistencia calentadora, en la cual la materia fluida
o pastosa (5) contiene en un aglutinante, o/y una sustancia
flexible, elástica, maleable, del 10 al 90% en peso de cargas
conductoras constituidas por una mezcla de dos productos, uno de
soporte granular, el otro de soporte laminar, de resistividad
eléctrica diferente y de dosificación variable del 50/50 al 10/90%
en función de la resistividad final
esperada.
esperada.
\newpage
La invención permite encontrar solución a estos
inconvenientes. Consta de una puesta bajo tensión por al menos dos
electrodos separados una distancia d fija o variable, de longitud
L, recubiertos de una materia fluida o pastosa de resistividad
eléctrica ajustable unidos a los bornes P y N.
Según modos particulares de realización:
- los electrodos de fase están unidos entre sí
como los dientes de un peine por un conductor o una barra
conductora, los electrodos de neutro están unidos entre ellos como
los dientes de un peine por un conductor o una barra conductora,
dispuestos al revés por separado o en múltiples superposiciones,
estando fijado el conjunto de los conductores/electrodos al soporte
aislante.
- comprende varios electrodos de fase y de
neutro y que los electrodos de fase están unidos a un mismo borne
de fase y son paralelos, los electrodos de neutro están unidos a un
mismo borne de neutro y son paralelos, estando dichos electrodos de
fase y de neutro paralelos entre sí y dispuestos de manera
alterna.
- está constituido en dos partes simétricas con
respecto al espesor del soporte sobre el cual se aplica, estando
organizados los electrodos de cada parte de manera que los
electrodos de neutro de una parte están situados simétricos a los
electrodos de fase de la otra parte.
- dichos productos son, para uno, de soporte
mineral granular constituido por partículas cuyo núcleo es de
dióxido de titanio o de sílice, recubierto por una disolución
sólida de una mezcla de antimonio metal y de dióxido de estaño, y
para el otro, de soporte mineral laminar a base de mica revestida
por un óxido doble de estaño y antimonio.
- una capa de un producto fluido aislante
eléctrico y protector contra la oxidación cubre el conjunto de los
electrodos y la superficie de calentamiento.
- un aislante eléctrico contraincendios, simple
o doble por hoja y/o por fluido le recubre en totalidad
- un conductor eléctrico fluido o en hoja pegada
o autoadhesiva llamado "tierra" recubre el conjunto, y está
unido a la tierra de la instalación eléctrica.
- el conjunto de los dispositivos incluidos en
la intercalación en una envoltura que forma una envoltura es
hermético, previamente se aplica sobre el soporte, después se cierra
herméticamente por un fluido o por hoja(s) pegada(s)
o autoadhesiva(s), termoestable(s), que aseguran una
impermeabilidad contra la humedad, y/o una protección contra los
choques, y/o se comporta como un aislante eléctrico.
La invención se refiere igualmente a un
procedimiento de fabricación de un dispositivo de calentamiento
eléctrico de aire, fluidos y materiales destinado a recubrir
superficies u objetos planos o/y con relieves, que puede utilizarse
para la fabricación de un dispositivo según la invención:
- se aplican electrodos de fase y de neutro
sobre un soporte previamente recubierto de una película aislante
si no es eléctricamente aislante, estando unidos dichos electrodos
a los bornes P y N de fase y de neutro de una fuente de
alimentación eléctrica;
- se aplica una materia fluida o pastosa de
resistividad eléctrica ajustable sobre los electrodos y entre
estos;
- se deja secar la materia fluida o pastosa;
- se coloca una capa de una materia
eléctricamente aislante sobre el conjunto así formado.
Los dibujos adjuntos ilustran la invención sin
ser limitantes.
La fig. 1 representa el dispositivo de la
invención, según un primer modo realización;
la fig. 2a representa en sección las estructuras
moleculares de la mezcla de tipo laminar;
la fig. 2b representa en sección las estructuras
moleculares de la mezcla de tipo granular y laminar;
la fig. 3 representa en sección los diferentes
componentes de los dispositivos;
la fig. 4 representa dos modos de redes de
electrodos;
la fig. 5 que muestra un modo de realización es
de alimentación particular de los electrodos que constituyen la
puesta bajo tensión;
la fig. 6 ilustra en perspectiva un modo de
realización particular del dispositivo según la invención apto para
cubrir las dos caras de un soporte.
Con referencia a estos dibujos, el dispositivo
consta de una puesta bajo tensión entre dos electrodos (4 y 4')
unidos a los bornes P y N, de longitud L, fijados a un soporte (1)
y separados una distancia d, formando una superficie de
calentamiento (S).
Sobre los electrodos de forma cilíndrica, o
alargada y entre estos, se extiende una capa (5) de materia fluida
o pastosa. Esta materia fluida o pastosa contiene en un aglutinante
para el revestimiento de la superficie o/y de una sustancia
flexible, elástica, maleable, del 10 al 90% en peso de cargas
resistentes/conductoras de la electricidad que consiste en una
mezcla de dos tipos de soportes diferentes: uno granular con el fin
de que las partículas se introduzcan en los espacios y recovecos,
así como entre, debajo y encima de las láminas del otro soporte que
se llama: laminar. Seleccionando una resistividad diferente entre
estos dos productos, podemos actuar sobre la temperatura de la
superficie de calentamiento (S) realizando una mezcla de
proporciones variables del 50/50 al 10/90%. En la forma de
realización según la fig. 4a, los electrodos en forma de láminas
dispuestos paralelamente están unidos a un conductor (10 y 10')
como los dientes de un peine, después se disponen al revés con el
fin de obtener una alternancia de electrodos de fase y electrodos
de neutro y permitir efectuar la puesta bajo tensión en P y N sin
superponer los cables de conexión y aquellos a una extremo y/o a
los dos extremos del dispositivo. De este modo, se puede realizar
una superficie de calentamiento generalmente en banda multiplicando
el número de electrodos con una temperatura regular en todos los
puntos.
En la forma de realización según la fig. 4b, los
electrodos en forma de láminas están unidos entre sí o
paralelamente, o transversalmente. Este tipo de disposición
múltiple que superpone uno al lado del otro permite la realización
de grandes superficies de calentamiento.
Se deja secar la capa de materia flúida o
pastosa, después se pasa una capa sobre el conjunto de un fluido
protector (6) contra la oxidación. Este fluido es igualmente
aislante eléctrico.
Sobre un aislante eléctrico (7) que recubre la
capa (6), un conductor eléctrico (8) formado por una capa de
fluido conductor o una hoja conductora que forma "la tierra"
que recubre el aislante eléctrico (7) está conectado a la tierra de
la instalación eléctrica.
El conjunto de dispositivos está incluido en
intercalación por una capa hermética (9) que está unido a la
subcapa hermética (2) que forma una envoltura hermética. Pudiendo
estar hecha esta última de fluido, de materia termoadhesiva,
termoestable o con materiales como baldosas, plástico, vidrio...
Para variar la potencia de calentamiento se actúa sobre cuatro
parámetros que son:
- la resistividad de la materia fluida o
pastosa
- la longitud L de los electrodos
- la separación d de los electrodos
- la tensión de alimentación.
El campo técnico de la invención es el de los
componentes de revestimiento, por ejemplo pinturas, barniz,
revestimientos espesos. Puede utilizarse en campos tan variados
como:
- la construcción, para el calentamiento de
locales, piscinas,
- la agricultura, para realizar el efecto
invernadero, el recalentamiento de tierras de cultivo,
- la automoción, deportes náuticos, la aviación,
confección, el textil, el envasado alimentario.
No obstante, el experto en la materia reconocerá
a la lectura de la descripción anterior que la presente invención
tiene otras aplicaciones no limitantes.
Se propone por último ilustrar la invención bajo
su primer aspecto.
La materia a fluida eléctricamente resistente
llamada materia de calentamiento ha sido realizada con los
componentes y el orden de incorporación siguientes:
- aglutinante: barniz en dos partes, que después
se incorporan juntas
- cargas resistentes:
* 1410 T: comercializado como SPCI. Se trata de
partículas granulares de dióxido de titanio, recubiertas por una
disolución sólida de una mezcla de antimonio metal y de dióxido de
estaño de resistividad 3 ohm/cm.
* Minatec0 31: comercializado por Merck. Se
trata de partículas laminares de mica revestidas por un óxido
doble de estaño y antimonio, de resistividad de 4 Kohm (método
Merck) inferior a 100 ohm/cm. El producto 1410 T se incorpora al
aglutinante a razón de 1 volumen por 5 volúmenes de aglutinante.
Dejar reposar un día. Después el producto Minatec® 31 se incorpora
a la sustancia el día anterior del empleo a razón de 4 volúmenes
removiendo lentamente.
Con un litro de materia de calentamiento según
el modo de fabricación anterior se pueden cubrir 6 m^{2} de
superficie de calentamiento.
Los resultados siguientes han sido obtenidos
según diferentes criterios:
Sobre materiales BA 13 (placa de yeso recubierta
de una capa de papel)
Haciendo referencia a la figura 5, se ha
representado esquemáticamente una caja de alimentación (11) que
contiene una fuente eléctrica bipolar dotada de un borne de fase
(P) y de un borne de neutro (N). Según este modo de realización
particular, una pluralidad de electrodos de fase (4) y de neutro
(4') se forma de manera particular. Como se ilustran, los
electrodos de fase (4) están todos unidos normalmente al borne de
fase (P). Igualmente, los electrodos de neutro (4') están unidos
al borne de neutro (N). Asimismo, el conjunto de los electrodos
está constituido aquí por varillas metálicas paralelas y dispuestas
alternativamente en lo que se refiere a los neutros y las
fases.
En otra variante de la invención tal como se
ilustra en la figura 6, se forma un dispositivo desdoblado apto
para recubrir cada una de las caras del soporte (1). La figura 6
esquematiza únicamente el posicionamiento particular de los
electrodos (4 y 4') sin ilustrar los otros elementos que
constituyen el dispositivo.
Según este modo de realización, dos conjuntos
claramente idénticos se forman a una y otra parte del soporte (1).
Por otro lado, los electrodos (4 y 4') aquí constituidos por
varillas metálicas alargadas están posicionados en enlace sobre
cada una de las dos caras. Además, en frente de un electrodo de
fase de una cara está situado un electrodo de neutro sobre la otra
cara y viceversa. Las otras etapas de realización del dispositivo
según la invención son las mismas que las descritas anteriormente y
realizadas para cada una de las caras del soporte (1).
El posicionamiento particular adoptado para los
electrodos de fase y de neutro (4 y 4') tiene la ventaja de una
mayor seguridad.
Efectivamente, si por descuido el usuario
perforara el soporte (1) (por ejemplo, atravesándolo por medio de
un clavo o tornillo), este montaje produciría inmediatamente un
corte del circuito de alimentación por cortocircuito. El usuario
será inducido sistemáticamente a atravesar al menos un electrodo de
fase (4).
La invención se refiere igualmente a un
procedimiento de fabricación del dispositivo aquí descrito.
A continuación se presentan las fases esenciales
de realización de este procedimiento. Se trata de dotar a un
soporte (1), por ejemplo, con forma de una placa o de una hoja o
cualquier otra superficie, de un dispositivo de calentamiento. Para
hacer esto, una película de materiales aislantes se posiciona
previamente sobre la superficie (1) si ésta es eléctricamente
conductora.
Entonces, los electrodos de fase (4) y de neutro
(4') se posicionan sobre el soporte (1) preparado de esta forma.
De manera preferida, los electrodos (4 y 4') son elementos
metálicos conductores alargados.
Una vez que los electrodos (4 y 4') están
posicionados se recubren y se recubre la parte intermedia entre los
electrodos (4 y 4') con una materia fluida o pastosa (5) tal como
se describe precedentemente.
Para proteger el conjunto y aislarlo
eléctricamente de su entorno se le recubre por medio de una capa de
una materia eléctricamente aislante (6).
La presente invención se aplica particularmente
a la realización de dispositivos de calentamiento alimentados en
baja tensión o en muy baja tensión, pero no está limitado.
- 1.
- Soporte
- 2.
- Envoltura
- 3.
- Soporte aislante
- 4.
- Electrodo de fase
- 4'.
- Electrodo de neutro
- 5.
- Materia fluida o pastosa
- 6.
- Capa
- 7.
- Materia eléctricamente aislante
- 8.
- Conductor eléctrico
- 9.
- Fluido
- 10. 10'.
- Conductor
- 11.
- Caja de alimentación
- P.
- Fase
- N.
- Neutro
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citadas por el
solicitante tiene por único objeto ayudar al lector y no forma
parte del documento de patente europea. Si bien se ha empleado el
máximo cuidado en su concepción, no pueden excluirse errores ni
omisiones y la Oficina Europea de Patentes declina toda
responsabilidad en este aspecto.
- \bullet BG 15934 [0003]
- \bullet FR 2709589 A [0007]
- \bullet FR 2593185 A [0005]
- \bullet EP 0641845 A, Thuny y Sinigalia [0007]
\bullet FR 2709590 A [0007]
Claims (10)
1. Dispositivo de calentamiento eléctrico de
aire, fluidos y materiales destinado a recubrir superficies u
objetos planos o/y con relieves, de todas las dimensiones, de todas
las formas, macizas o caladas, dicho dispositivo comprende un
soporte aislante y al menos dos electrodos (4 y 4') separados una
distancia (d) fija o variable, de longitud L, unidos a los bornes P
y N, recubiertos por una materia fluida pastosa (5) de resistividad
eléctrica ajustable, que recubre los electrodos y la superficie (S)
entre estos, de tal manera que, durante la puesta en tensión, la
materia fluida o pastosa (5) se comporte como resistencia
calentadora, caracterizado porque la materia fluida o
pastosa (5) contiene en un aglutinante, o/y una sustancia flexible,
elástica, maleable, del 10 al 90% en peso de cargas conductoras
constituidas por una mezcla de dos productos, uno de soporte
granular, el otro de soporte laminar, de resistividad eléctrica
diferente y de dosificación variable del 50/50 al 10/90% en función
de la resistividad final esperada.
2. Dispositivo según la reivindicación 1
caracterizado porque los electrodos de fase (4) están unidos
entre ellos como los dientes de un peine por un conductor (10) o
una barra conductora, porque les electrodos de neutro (4') están
unidos entre sí como los dientes de un peine por un conductor (10')
o una barra conductora, dispuestos al revés por separado o en
múltiples superposiciones, estando fijados todos los
conductores/electrodos al soporte aislante (3).
3. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque comprende varios electrodos de fase (4)
y de neutro (4') y porque los electrodos de fase (4) están unidos a
un mismo borne de fase (P) y son paralelos, porque los electrodos
de neutro (4') están unidos a un mismo borne de neutro (N) y son
paralelos, estando paralelos dichos electrodos de fase (4) y de
neutro (4') entre sí y dispuestos de manera alternada.
4. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque está constituido por dos partes
simétricas con respecto al espesor del soporte (1) sobre el cual
está aplicado, los electrodos (4, 4') de cada parte están
organizados de manera que los electrodos de neutro (4') de una
parte están situados simétricos a los electrodos de fase (4) de la
otra parte.
5. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1-4 caracterizado porque
dichos productos son, para uno, de soporte mineral granular
constituido por partículas cuyo núcleo es de dióxido de titanio o
de sílice, recubierto por una disolución sólida de una mezcla de
antimonio metal y de dióxido de estaño y, para el otro, de soporte
mineral laminar a base de mica revestida por un óxido doble de
estaño y antimonio.
6. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque una capa (6) de
un producto fluido aislante eléctrico y protector contra la
oxidación cubre el conjunto de los electrodos (4 y 4') y de la
superficie de calentamiento (S).
7. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6 caracterizado porque un aislante
eléctrico (7) contraincendios, simple o doble por hoja y/o por
fluido lo recubre en totalidad.
8. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7 caracterizado porque un conductor
eléctrico (8) fluido o en hoja pegada o autoadhesiva llamado tierra
recubre el conjunto, y está unido a la tierra de la instalación
eléctrica.
9. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8 caracterizado porque el conjunto de
los dispositivos incluidos en la intercalación en una envoltura (2)
que forma una envoltura es hermético, previamente se aplica sobre
el soporte (1), y después se cierra herméticamente por un fluido
(9) o por hoja(s) pegada(s) o autoadhesiva(s),
termoestable(s), que aseguran una impermeabilidad contra la
humedad y/o una protección contra los choques, y/o se comporta como
un aislante eléctrico.
10. Procedimiento de fabricación de un
dispositivo de calentamiento eléctrico de aire, fluidos y
materiales, destinado a recubrir superficies u objetos planos o/y
con relieves que pueden utilizarse para la fabricación de un
dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11,
caracterizado porque
- se aplican electrodos de fase (4) y de neutro
(4') sobre un soporte (1) previamente recubierto de una película
aislante si no es eléctricamente aislante, estando unidos dichos
electrodos a los bornes P y N de fase y de neutro de una fuente de
alimentación eléctrica;
- se aplica una materia fluida o pastosa (5) de
resistividad eléctrica ajustable sobre los electrodos (4, 4') y
entre estos;
- se deja secar la materia fluida o pastosa
(5);
- se coloca una capa de una materia
eléctricamente aislante (7) sobre el conjunto así formado.
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