ES2309126T3 - Elemento de calentamiento plano para el calentamiento directo de un medio. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para el calentamiento de un medio líquido o gaseoso que comprende: como mínimo un elemento calentador de resistencia eléctrica (30) que tiene, por lo menos, dos conexiones eléctricas (32) y que se extiende en principio en forma de un plano; y una envolvente (20) de superficie plana conductiva térmicamente con dos lados de envolvente (20a, 20b) y un contorno exterior de superficie plana para la emisión de calor al medio a calentar, envolvente que recibe en su interior el, como mínimo, un elemento calentador de resistencia (30) con aislamiento eléctrico y tiene, como mínimo, una zona de conexión (20c) en la que se disponen y pueden contactar las conexiones eléctricas (32) del elemento calentador de resistencia (30), caracterizado porque se ha dispuesto en el interior de la envolvente (20) un elemento de detección de la temperatura (60) que tiene conexiones eléctricas (62) que están dispuestas y pueden contactarse en la zona de conexión (20c) de la envolvente (20); estando los lados de la envolvente (20a, 20b) unidos entre sí de modo estanco contra el medio, como mínimo en sus bordes de unión (22a, 22b, 22c, 22d ó 24a, 24b, 24c, 24d) que se pueden poner en contacto con el medio a calentar; y constando la envolvente (20) de dos elementos planos (22, 24) separados, de preferencia coincidentes, que forman cada uno un lado de la envolvente (20a, 20b) estando los lados de la envolvente unidos en unión material con sus cantos de unión (22a, 22b, 22c, 22d ó 24a, 24b, 24c, 24d) que pueden entrar en contacto con el medio a calentar.
Description
Elemento de calentamiento plano para el
calentamiento directo de un medio.
La invención se refiere al preámbulo de la
reivindicación 1.
En los electrodomésticos, especialmente los que
sirven para lavar y secar la ropa o la vajilla, para el
calentamiento del agua de lavado o el aire de secado se utilizan
dispositivos eléctricos de calentamiento. Al desarrollar estos
electrodomésticos se intenta, por un lado, reducir el consumo
eléctrico de los aparatos, en el caso de lavadoras, por ejemplo,
por la reducción de la cantidad de agua, y, por otro lado,
garantizar un bajo índice de averías de los aparatos. En caso de
avería, una reparación ha de ocasionar costes bajos. Finalmente, se
intenta conseguir un tipo constructivo compacto del propio
dispositivo de calentamiento, teniendo que considerar especialmente
los elementos de conexión del dispositivo de calentamiento debido a
que son muy sensibles a los daños.
Por la EP 0 204 984 A2 se conoce una lavadora en
la que se ha dispuesto un radiador tubular en la zona inferior del
depósito para la lejía de lavado equipado, además, con, como mínimo,
un termostato para el control de la temperatura. Debido al diseño
de este dispositivo de calentamiento con un tubo envolvente de un
diámetro relativamente grande, es necesario un nivel mínimo
considerable del agua de lavado para que el radiador tubular esté
completamente inmerso en el agua y se evite una destrucción por el
calor. Sin embargo, este nivel mínimo va en contra de la exigencia
arriba mencionada en cuanto al ahorro energético. Además, durante el
proceso de lavado de la ropa se liberan fibras que se acumulan, de
preferencia, en la zona inferior del depósito de lejía de lavado.
El radiador tubular dispuesto en el depósito representa aquí un
considerable obstáculo a la corriente sobre el que se fijan, de
preferencia, tales fibras. Esto lleva a un aislamiento térmico
parcial debido a lo cual se calienta todavía más el filamento de
calefacción del radiador tubular que puede quedar así dañado.
Además, el radiador tubular, con su pequeña superficie en relación
con la cantidad de calor a evacuar del agua de lavado a calentar,
tiene una temperatura superficial relativamente alta. Esto favorece,
especialmente, que se adhieran partículas de suciedad y de cal y la
consecuencia es de nuevo una reducción de la vida útil.
Por la DE 197 49 958 A1 se conoce, además, una
lavadora en la que se pretenden evitar las desventajas mencionadas
en cuanto a la incrustación de fibras mediante la integración de un
radiador tubular en una carcasa. Sin embargo, la utilización de un
radiador tubular con un tubo envolvente de un diámetro relativamente
grande no permite conseguir una reducción del agua de lavado
necesaria y, por lo tanto, una reducción de la cantidad de calor
necesaria para el calentamiento. La utilización del radiador tubular
necesita, incluso, más agua, debido al mayor volumen del conjunto
por la carcasa adicional.
Por la DE-GM 18 23 414 se conoce
una lavadora en la que se han dispuesto radiadores de gran
superficie en el lado interior o exterior de la envolvente del
depósito de lejía de lavado. Sin embargo, en ambas alternativas
resulta la desventaja del pobre aprovechamiento térmico ya que
solamente es efectivo un semiespacio de los elementos calentadores
en dirección del agua de lavado a calentar. La integración fija del
dispositivo de calentamiento en la envolvente del depósito de lejía
de lavado tiene, además, la desventaja de que ya no es posible una
sustitución en caso de reparación.
Por la solicitud de patente japonesa
11-307 233 se conoce un dispositivo de calentamiento
en el que se ha incrustado por fundición en vidrio un elemento
eléctrico de calefacción entre dos placas de nitrito de aluminio y
en el que las conexiones eléctricas salen por un lado. En este
dispositivo de calentamiento existe, sin embargo, la desventaja de
que las conexiones eléctricas han de protegerse con un alto coste
contra el doblado y la rotura. Finalmente, la producción de un
dispositivo de calentamiento de este tipo es costosa en su
totalidad.
La escritura de declaración alemana 43 12 683 A1
muestra un depósito para líquidos con una fuente de calor diseñada
como circuito de película gruesa y que se apoya en el exterior del
depósito para líquido, sobre el fondo del depósito o en la zona
cerca del fondo sobre una pared lateral. La US 6.058.247 muestra un
dispositivo de calentamiento para calentar un esterilizador en el
que dos elementos de calentamiento y una sonda termosensible están
rodeados por un bloque metálico para una mejor transmisión térmica.
Para calentar la cámara de esterilización se ha fijado el bloque en
el lado exterior de la cámara. Para una mejor transmisión térmica se
ha dispuesto entre el bloque metálico y el lado exterior de la
cámara de esterilización una placa conductora de calor. En los
dispositivos de calentamiento arriba mencionados siempre solamente
un semiespacio del dispositivo de calentamiento es efectivo en
dirección del líquido a calentar.
La US 6.423.951 muestra un elemento calentador
de gran superficie para grandes superficies a calentar, como, por
ejemplo, suelos calentados en edificios. El elemento calentador de
gran superficie tiene una estructura de diferentes capas, los
electrodos, capas de conductores resistentes y capas de aislamiento.
Para el contacto de las capas de electrodos o la conexión eléctrica
de las capas de electrodos de elementos de gran superficie
dispuestos adyacentes se han previsto entalladuras en las zonas de
los bordes de las capas. Debido a la estructura modular es posible
la producción de grandes superficies a calentar. Igualmente, en
estos dispositivos de calentamiento sólo se puede aprovechar
efectivamente un semiespacio del dispositivo para el
calentamiento.
El objetivo arriba mencionado se alcanza en
cuanto al dispositivo de calentamiento por las características de
la reivindicación 1. En las subreivindicaciones 2 a 9 se tratan
configuraciones ventajosas del mismo.
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Por la previsión de, como mínimo, una zona de
conexión en la envolvente en la que se han dispuesto las conexiones
eléctricas del, como mínimo, un elemento calentador de resistencia y
donde dichas conexiones pueden contactarse desde el exterior, se
evita que durante la fabricación, el montaje y/o el almacenamiento
del dispositivo de calentamiento según la invención, se puedan
dañar las conexiones eléctricas del elemento calentador de
resistencia. El dispositivo de calentamiento según la invención no
tiene, además, ningún elemento que sobresale de su contorno
perimétrico exterior que necesite una protección o un embalaje
especial. Debido a que las conexiones eléctricas han de estar
hechas de un material eléctrico muy conductivo y por lo tanto caro,
la solución según la invención permite fabricar dichas conexiones
con ahorro de material.
Para poder controlar la temperatura del medio a
calentar se ha dispuesto en el interior de la envolvente, además,
como mínimo, un elemento de detección de la temperatura que tiene,
como mínimo, una conexión eléctrica. Las conexiones del elemento de
detección de la temperatura también están dispuestas en la zona de
conexión y pueden contactarse desde el exterior. El elemento de
detección de la temperatura también puede servir para la regulación
y/o el control térmico y para proteger el elemento calentador de
resistencia. En principio, sin embargo, también existe la
posibilidad de realizar la función del control del medio a calentar
y la del control térmico así como la protección del elemento
calentador de resistencia por dos o varios elementos diferentes.
El elemento de detección de la temperatura puede
realizarse, por ejemplo, por la aplicación de pastas de termistor
(pastas de NTC ó PTC = resistencia de coeficiente negativo de
temperatura y resistencia de coeficiente positivo de temperatura)
que se aplican, por ejemplo, por la técnica de serigrafía sobre,
como mínimo, uno de los lados interiores de la envolvente. También
existe la posibilidad de utilizar píldoras de termistor (píldoras de
NTC o PTC). Por otro lado, el elemento de detección de la
temperatura puede realizarse en forma de termoelementos impresos o
componentes térmicos individuales que se incrustan.
La envolvente plana, de conducción térmica,
especialmente buena conductora del calor, puede tener una
configuración constructiva diferente. Existe en primer lugar la
posibilidad de que la envolvente se realice con dos elementos
planos separados cuyo lado exterior forma en cada caso un lado de la
envolvente y que se unan entre sí en sus bordes marginales en
contacto con el medio de modo estanco frente al medio. En principio,
los elementos planos pueden tener cada uno una forma diferente. Se
consigue una fabricación especialmente sencilla si los elementos
superficiales coinciden en el mismo diseño.
Para poder conseguir una obturación efectiva,
incluso durante largos períodos de funcionamiento, se puede prever,
además, que los dos elementos planos se conformen previamente con la
correspondiente convexidad, por ejemplo mediante un proceso de
laminación. Con ello se aplica una pretensión a los elementos planos
que aumenta todavía más debido a la expansión térmica en
funcionamiento e incrementa automáticamente la fuerza del contacto
entre los dos elementos planos.
Otra posibilidad para la fabricación de la
envolvente puede prever que la envolvente conste de un solo elemento
plano con dos secciones de plegado cuyos lados exteriores forman en
cada caso un lado de la envolvente y las cuales se apoyan una sobre
la otra debido al plegado del elemento plano a lo largo de una línea
de plegado y quedan unidas entre sí de modo estanco, por lo menos,
en sus bordes marginales que están en contacto con el medio.
También se puede aplicar una pretensión sobre las dos secciones de
plegado de la manera arriba descrita.
La unión de los bordes marginales que están en
contacto con el medio puede realizarse por una unión material, por
ejemplo mediante soldadura directa, soldadura indirecta o mediante
adhesivo. En principio existe la posibilidad de ampliar la unión
estanca al medio en los bordes marginales hasta de la zona que no
está en contacto con el medio durante el funcionamiento del
dispositivo de calentamiento.
Como otra posibilidad para la envolvente plana,
conductiva térmicamente, se puede prever un tubo que se aplana.
Existe la posibilidad de que el tubo aplanado esté cerrado estanco
contra el medio en, como mínimo, un extremo frontal.
Para poder garantizar la resistencia mecánica
durante toda la vida útil del dispositivo de calentamiento según la
invención, es ventajoso que los lados de la envolvente o los dos
elementos planos o las dos secciones de plegado de la envolvente
también estén unidos entre sí a distancia de los bordes marginales
por separado o de modo continuo. Esto se puede conseguir debido a
que los lados de la envolvente están unidos materialmente en puntos
predeterminados distanciados de los bordes marginales y al exterior
del, como mínimo, un elemento calentador de resistencia y del, como
mínimo, un elemento de detección de la temperatura eventualmente
existente. La unión material puede realizarse de nuevo mediante
soldadura directa, pegado o soldadura indirecta. Además, para poder
realizar la unión material ha resultado ventajoso prever para la
misma como mínimo una entalladura de unión en, como mínimo, uno de
los lados de la envolvente y/o del aislamiento eléctrico dispuesto
en el lado interior de los lados de la envolvente para el
aislamiento eléc-
trico del elemento calentador de resistencia y del, como mínimo, un elemento de temperatura eventualmente existente.
trico del elemento calentador de resistencia y del, como mínimo, un elemento de temperatura eventualmente existente.
Para permitir de manera sencilla un contacto
eléctrico del, como mínimo, un elemento calentador de resistencia y
del, como mínimo, un elemento de temperatura eventualmente existente
en la zona de conexión del dispositivo de calentamiento según la
invención, se puede prever, además, que en la zona de conexión de la
envolvente se haya realizado, como mínimo, una entalladura de
conexión en, como mínimo, uno de los lados de la envolvente, para
la conexión eléctrica del, como mínimo, un elemento calentador de
resistencia y del, como mínimo, un elemento de detección de la
temperatura eventualmente existente. Para poder garantizar con
seguridad el contacto del, como mínimo, un elemento de
calentamiento y del, como mínimo, un elemento de detección de la
temperatura eventualmente existente es además ventajoso prever una
entalladura de conexión para cada conexión eléctrica del elemento
de calentamiento y del elemento de detección de temperatura
eventualmente existente. Si el dispositivo de calentamiento según
la invención tiene varios elementos calentadores de resistencia y/o
varios elementos de detección de la temperatura u otros elementos
de control y/o regulación, se pueden prever varias entalladuras de
conexión previstas en diferentes puntos en ambos lados de la
envolvente. Dicho de otro modo, en este caso las entalladuras de
conexión existen en los dos elementos planos o las secciones de
plegado en diferentes puntos.
Se pueden prever una o varias entalladuras de
conexión en la zona de un reborde de un lado de la envolvente, de
preferencia en el reborde mismo o en la zona central de un lado de
la envolvente. Naturalmente también es posible una combinación de
estos dos puntos de disposición.
Cuando las conexiones del, como mínimo, un
elemento de calentamiento tienen una resistencia eléctrica menor
frente a la parte restante del elemento calentador de resistencia,
en la zona de conexión del dispositivo de calentamiento según la
invención se produce una "zona fría", es decir una zona en la
que no se produce ninguna transmisión de calor.
Para conseguir una buena transmisión del calor
generado por el, como mínimo, un elemento calentador de resistencia
a través de la envolvente, es ventajoso que la envolvente se
fabrique con un material de buena conductividad térmica pero que a
la vez sea resistente a medios de efecto corrosivo. Por lo tanto ha
resultado ventajoso que la envolvente se fabrique de acero
inoxidable o aluminio resistente a la corrosión.
Para el, como mínimo, un elemento de
calentamiento se prefieren materiales que tengan un alto valor de
resistencia eléctrica. Se puede tratar aquí, por ejemplo, de
aleaciones de conductores electrotérmicos como el Cr, Al, Fe,
CrNiFe, aleaciones de níquel o también de pastas de resistencia como
son usuales en la técnica de película gruesa. También se puede
utilizar para este fin una aleación de ferroníquel o una aleación de
cromo-níquel o grafito.
Para el elemento de detección de la temperatura
y, en caso dado, otros elementos de control o regulación se puede
utilizar una pasta de termistor (pasta de NTC o PTC) o una píldora
de termistor (píldora NTC o PTC). Además se pueden utilizar
elementos térmicos que se incorporan como elementos separados o
también mediante tecnología de serigrafía.
Para conseguir el aislamiento eléctrico del,
como mínimo, un elemento calentador de resistencia frente a la
envolvente fabricada con un material conductivo eléctricamente, se
puede prever un aislamiento eléctrico en el lado interior de la
envolvente. El mismo puede realizarse, por ejemplo, por la
aplicación de una capa prevista en cada lado interior de la
envolvente para el aislamiento eléctrico del elemento de
calentamiento, de preferencia en forma de una lámina de Kapton,
óxido de aluminio o una vitrocerámica.
El dispositivo de calentamiento según la
invención puede utilizarse en los aparatos o máquinas más
diferentes. Así, por ejemplo, se puede utilizar en lavadoras,
lavavajillas, secadoras, etc. Existe la posibilidad de disponer el
dispositivo de calentamiento según la invención a solamente una
pequeña distancia de una pared de un depósito de lejía de lavado.
También existe la posibilidad de preverlo como parte del depósito de
lejía de lavado debido a su configuración de superficie plana.
El dispositivo de calentamiento según la
invención puede utilizarse, especialmente, para el calentamiento de
un medio de limpieza en una máquina de lavado. En cuanto a esta
máquina de lavado se puede tratar de un lavavajillas o una
lavadora. Debido a la reducida altura constructiva del dispositivo
de calentamiento según la invención que puede moverse, de
preferencia, en un rango de 1,5 mm a 6 mm, se puede reducir el nivel
mínimo necesario para el medio de limpieza frente a las máquinas
lavadoras que utilizan los radiadores tubulares conocidos. Los
radiadores tubulares utilizados en la técnica actual tienen una
altura de perfil de entre 6,5 mm y 8,5 mm. Como la distancia hasta
la pared de la máquina de lavado es la misma tanto en los radiadores
tubulares conocidos como en el dispositivo de calentamiento según
la invención o dispositivo calentador plano, la menor altura
constructiva consigue que el nivel del medio pueda ser menor. En
este contexto ha de señalarse que el nivel mínimo del medio de
limpieza queda determinado por el hecho de que el dispositivo de
calentamiento ha de quedar completamente inmerso en el medio de
limpieza para evitar que se queme el dispositivo de
calentamiento.
Otra utilización ventajosa del dispositivo de
calentamiento según la invención se consigue mediante la disposición
de varios de tales dispositivos de calentamiento en una alineación
distanciada pero paralela entre sí, estando conectados los
diferentes dispositivos de calentamiento entre sí a través de
elementos de conexión adecuados, de preferencia removibles. Así se
puede estructurar de manera modular un dispositivo de calentamiento
conjunto similar a un radiador que se puede utilizar, por ejemplo,
para calentar una corriente de aire que pasa por el lado plano de
la envolvente.
Otras configuraciones ventajosas y ejemplos de
ejecución de la presente invención se explican a continuación en
relación con las figuras. Los conceptos utilizados de
"izquierda", "derecha", "abajo" y " arriba" se
refieren a las figuras con indicación de figuras de lectura
normal. Además hay que señalar que en los diferentes ejemplos de
ejecución los componentes del mismo diseño y/o con la misma función
están identificados con las mismas referencias. Las figuras
son:
Figura 1: una vista en perspectiva de un
dispositivo de calentamiento según la invención.
\global\parskip1.000000\baselineskip
Figuras 2A-2C: vistas en
perspectiva que representan los pasos de fabricación del dispositivo
de calentamiento mostrado en la figura 1.
Figura 3: una representación en perspectiva de
un segundo ejemplo de ejecución de un dispositivo de calentamiento
según la invención.
Figuras 4A-4D: vistas en
perspectiva que reflejan los pasos de fabricación del dispositivo de
calentamiento según la figura 3.
Figura 5: una representación en perspectiva de
un tercer ejemplo de ejecución del dispositivo de calentamiento
según la invención.
Figuras 6A-6C: vistas en
perspectiva que reflejan los pasos de fabricación del dispositivo de
calentamiento mostrado en la figura 5.
Figura 7: una representación en perspectiva de
un cuarto ejemplo de ejecución del dispositivo de calentamiento
según la invención.
Figuras 8A-8C: vistas en
perspectiva que reflejan los pasos de fabricación del dispositivo de
calentamiento mostrado en la figura 7.
Figura 9: una representación en perspectiva de
un quinto ejemplo de ejecución del dispositivo de calentamiento
según la invención.
Figura 10: un detalle en perspectiva de la
posición de montaje de un dispositivo de calentamiento según la
invención.
Figura 11: una vista desde arriba sobre un sexto
ejemplo de ejecución de un dispositivo de calentamiento según la
invención.
Figura 12: una vista lateral de la posición de
montaje del dispositivo de calentamiento mostrado en la figura
11.
\vskip1.000000\baselineskip
En la figura 1 se representa de forma
esquemática un dispositivo de calentamiento 10 según la invención,
no mostrándose en las figuras 5 a 12 el elemento de detección de la
temperatura que forma parte de la invención. Tiene conexiones
eléctricas y está dispuesto en el interior de la envolvente, lo
mismo que sus conexiones eléctricas dispuestas en la zona de
conexión de la envolvente y que se pueden contactar. El dispositivo
de calentamiento 10 tiene forma rectangular estando en el ejemplo
de ejecución representado la relación entre ancho y largo en el
rango de 1:1,5 a 1:8. El espesor o grosor del dispositivo de
calentamiento 10 es, como se puede ver en la figura 1, mucho menor
que su ancho o largo. Para el ejemplo de ejecución representado, la
relación entre grosor o espesor y la longitud del dispositivo de
calentamiento puede estar entre 1:30 y 1:100. El dispositivo de
calentamiento según la invención tiene idealmente un espesor o una
altura en el rango de 1,5 mm a 6 mm.
El dispositivo de calentamiento 10 consta, en
principio, de una envolvente 20 conductiva térmicamente,
especialmente de buena conductividad térmica y de un elemento
calentador de resistencia 30 dispuesto en el interior de la
envolvente 20. La envolvente 20 a su vez se compone de dos elementos
de superficie plana 22, 24 que coinciden y que también tienen forma
rectangular correspondiente a la forma rectangular del dispositivo
de calentamiento 10. Los dos elementos planos 22, 24 tienen el
mismo grosor o espesor.
El elemento plano 24 derecho de la figura 2A
cuyo lado exterior forma en estado terminado del dispositivo de
calentamiento 10 el lado plano superior de la envolvente 20a del
dispositivo de calentamiento 10, tiene en su extremo frontal
inferior o extremo inferior 24a dos entalladuras de contacto 26 que
se extienden uniformemente con un ángulo de como mínimo
aproximadamente 90º en el interior del elemento plano 24. Las dos
entalladuras de conexión 26 tienen también forma rectangular y
están distanciadas entre sí y dispuestas simétricamente al eje
longitudinal central del elemento plano 24.
Los dos lados interiores de los elementos planos
22, 24 están provistos, además, de una lámina 28 de aislamiento
eléctrico como capa aislante que es de preferencia una lámina
Kapton. La capa aislante 28 tiene en los dos cantos longitudinales
laterales 22b, 22d o 24b, 24d lo mismo que en los lados frontales
22c o 24c de los dos elementos planos 22, 24 opuestos a las dos
entalladuras de conexión 26 una distancia constante a estos cantos
exteriores 22b, 22c, 22d ó 24b, 24c, 24d. La capa de aislamiento
llega en el canto exterior 22a ó 24a de los dos elementos planos
22, 24 que tienen las entalladuras de conexión 26 hasta estos cantos
exteriores 22a ó 24a.
En el lado interior del elemento plano 22 se ha
dispuesto el elemento calentador 30 de resistencia. El elemento
calentador de resistencia 30 es en el ejemplo de ejecución mostrado
una banda conductora de calentamiento estampada de una chapa de una
correspondiente aleación para conductores de calentamiento y se
extiende solamente en un plano. El elemento calentador de
resistencia 30 está dispuesto simétricamente en forma de W en el
lado interior 22e del elemento plano. El elemento calentador de
resistencia 30 lleva en sus dos extremos elementos de conexión 32
que constan cada uno de una parte de la banda 32a y una zapata de
conexión 32b. Tanto las partes de la banda 32a como también las
zapatas de conexión 32b están hechas de un material de buena
conductividad eléctrica de manera que la corriente eléctrica no se
transforma en calor en este punto. Esta zona está identificada en
la figura 2C por la línea A. Por debajo de la línea A se encuentra
la llamada "zona fría" o zona de conexión 20c del dispositivo
de calentamiento 10. Por encima de la línea A se encuentra la
"zona caliente" o zona de calentamiento. Como se puede ver en
la figura 2C, la curva central de 180º del elemento calentador 30 de
resistencia llega hasta cerca de la línea A. En caso extremo, esta
curva puede contactar tangencialmente con la línea A.
Las dos zapatas de conexión 32b en los extremos
del elemento calentador de resistencia 30 se han fijado en el lado
interior 22e del elemento plano 22 de manera que se alinean con las
entalladuras de conexión 26 del otro elemento plano 24.
El montaje del dispositivo de calentamiento 10
según la invención se explica a continuación. En primer lugar se
preparan los dos elementos planos 22, 24 a partir de chapas
adecuadas por ejemplo por estampado. A continuación se cortan las
dos entalladuras de conexión 26 en el elemento plano 24. Después se
aplica la capa de aislamiento 28 en el lado interior 22e ó 24e de
los dos elementos planos 22, 24. Seguidamente se coloca el elemento
calentador de resistencia 30, ya provisto de las partes de la banda
32a y de las zapatas de conexión 32b y curvado en la forma
correspondiente, sobre el lado interior 22e del elemento plano 22,
es decir sobre la capa de aislamiento 28 donde, en caso dado, se
fija correctamente. El elemento calentador de resistencia, sin
embargo, también puede aplicarse por una tecnología de serigrafiado
o por una tecnología de inyección de plasma.
A continuación se ponen los dos elementos planos
22, 24 con sus lados interiores 22e, 24e uno encima del otro y se
unen o sueldan lo largo de una línea 50, línea que va a lo largo de
la capa aislante 28 pero al exterior de la misma por los dos lados
longitudinales 22b, 22d ó 24b, 24d y en el lado frontal superior 22c
ó 24c. En el lado frontal inferior 22a ó 24a no hay ningún cordón
de soldadura. El dispositivo de calentamiento 10 queda cerrado
estanco contra el medio por este proceso de soldadura en los bordes
marginales que están en contacto con el medio, es decir los bordes
marginales 22b, 22c, 22d ó 24b, 24c, 24d. La zona de conexión 20c
no ha de sellarse ya que por el tipo y modo de montaje del
dispositivo de calentamiento 10 en, por ejemplo una lavadora, no es
posible un contacto de la misma con el medio a calentar.
En la figura 10 se muestra un ejemplo del
montaje del dispositivo de calentamiento según la invención 10. El
dispositivo de calentamiento 10 lleva en sus dos lados de
envolvente 20a y 20b un elemento obturador 29 que se puede haber
proyectado sobre estos dos lados de la envolvente 20a, 20b a lo
largo de la línea A. El elemento obturador 29 mismo tiene a su vez
ranuras de ataque para las paredes W de la cuba de la lavadora. Las
dos entalladuras de conexión 26 están dispuestas así en el exterior
de la cuba. Como se puede ver en la figura 10 el dispositivo de
calentamiento 10 según la invención, además, puede fijarse en la
cuba con ayuda de abrazaderas de apoyo S. Como se puede ver, además
en la figura 10, por el diseño plano del dispositivo calentador 10
es posible un nivel bajo del agua frente a los radiadores tubulares
conocidos puesto que el lado inferior de la envolvente 20b está a
la misma distancia que la línea tangencial inferior horizontal de
un radiador tubular, y sin embargo, el lado superior de la
envolvente 20a está a una altura menor que la línea tangencial
superior de un radiador tubular conocido.
Además de la proyección del elemento obturador
29 existe también la posibilidad de colocar una junta laberíntica u
otra junta sin que está junta se conecte mecánicamente con la camisa
calentadora.
A continuación se explican otros ejemplos de
ejecución del dispositivo de calentamiento 10 según la invención en
conexión con las figuras 3 a 9 y 11 y 12, no mostrándose en las
figuras 5 a 12 el elemento de detección de la temperatura ni sus
conexiones eléctricas que se pueden contactar y están dispuestas en
la zona de conexión de la envolvente que forman parte de la
invención, están dispuestos en el interior de la envolvente y tienen
conexiones eléctricas. Aquí se explican únicamente las diferencias
geométricas y/o funcionales y las diferencias en el procedimiento
de fabricación con el dispositivo de calentamiento 10 representado
en las figuras 1 a 2C.
El dispositivo de calentamiento 10 mostrado en
las figuras 3 a 4D se distingue del dispositivo de calentamiento 10
según el primer ejemplo de ejecución de las figuras 1 a 2C debido a
que al lado del elemento calentador 30 se ha representado el
elemento de detección de temperatura que forma parte del invento. El
elemento de detección de la temperatura 60, que se utiliza para
registrar la temperatura del medio a calentar, está dispuesto en
forma de un lazo en U en el interior del elemento calentador 30 en
forma de W. Sus dos lados frontales tienen elementos de conexión 62
reunidos en el ejemplo de ejecución representado. Para estos
elementos de conexión 62 se ha previsto otra entalladura de
conexión 26 común en el elemento plano 24 que se encuentra entre
las dos entalladuras de conexión 26 ya mencionadas en relación con
la figura 1 en el centro del elemento plano 24 y se extiende con la
misma profundidad dentro del elemento plano 24. La entalladura de
conexión 26 dispuesta en el centro tiene la misma forma que las dos
entalladuras de conexión 26 previstas a la izquierda y derecha de
la anterior y ya descritas en relación con el primer ejemplo de
ejecución, pero tiene, sin embargo, un mayor ancho.
Además, este ejemplo de ejecución del
dispositivo de calentamiento según la invención se distingue del
primer ejemplo de ejecución explicado en relación con las figuras 1
a 2C en el sentido de que los dos elementos planos 22, 24 ya no
están unidos entre sí por unión material a lo largo de los bordes
marginales 22b, 22c, 22d ó 24b, 24c, 24d a través de un cordón de
soldadura 50 sino también en tres puntos 52 distribuidos a lo largo
de la línea longitudinal central de los dos elementos planos 22, 24.
La capa de aislamiento eléctrico 28 que se encuentra en cualquier
caso en el lado interior 22e ó 24e de los dos elementos planos 22,
24, tiene tres entalladuras 28a, como muestra la figura 4C, para
poder prever estos tres puntos de soldadura 52.
La fabricación se realiza de la misma manera que
en el primer ejemplo de ejecución explicado en relación con las
figuras 1 a 2C. Sin embargo, para poder obtener una unión
especialmente buena entre los dos elementos planos 22, 24 se ha
previsto durante la fabricación de este ejemplo de ejecución
adicionalmente que los dos elementos planos 22, 24 se comben antes
de su unión, es decir antes de aplicar el cordón de soldadura 50 o
los puntos de soldadura 52 como se puede ver en la figura 4B. Con
ello se aplica en los dos elementos planos 22, 24 una pretensión
que aumenta todavía más durante el funcionamiento debido a la
expansión térmica e incrementa automáticamente la fuerza de
contacto entre los dos elementos planos 22, 24. Naturalmente, este
combado de los dos elementos planos 22, 24 puede realizarse antes o
después de aplicar la capa de aislamiento eléctrico 28. Este
combado también puede utilizarse en los ejemplos de ejecución
todavía a explicar.
El tercer ejemplo de ejecución de la invención
mostrado en las figuras 5 a 6C, en el que no se muestra el elemento
de detección de la temperatura dispuesto en el interior de la
envolvente, que tiene conexiones eléctricas y forma parte de la
invención, ni sus conexiones eléctricas dispuestas y que se pueden
contactar en la zona de conexión de la envolvente, se distingue del
primer ejemplo de ejecución en el sentido de que los dos elementos
planos 22, 24 están unidos entre sí a lo largo de una línea de
plegado F. Los elementos planos 22, 24 son, por lo tanto, parte de
una sola plancha plegada a lo largo de la línea de plegado F de
manera que los dos elementos planos 22, 24 se apoyan el uno sobre
el otro. Forman, por lo tanto, secciones de plegado 22, 24.
Debido a que las dos secciones de plegado 22, 24
están unidas entre sí a través de la línea de plegado F es
necesario solamente un cordón más corto de soldadura 50 puesto que a
lo largo del canto longitudinal 22b ó 24b no es necesario ningún
cordón de soldadura, al contrario del primer ejemplo de
ejecución.
En las figuras 7 a 8C se muestra el cuarto
ejemplo de ejecución del dispositivo de calentamiento 10 según la
invención. Se distingue del primer ejemplo de ejecución en el
sentido de que el elemento de calentamiento 30 y el elemento de
detección de la temperatura 60 no están dispuestos en el lado
interior 22e ó 24e de uno de los dos elementos planos 22, 24 sino
en cada caso en el lado interior 22e ó 24e de un elemento plano 22,
24 respectivamente. Las entalladuras 26 de conexión están
dispuestas, además, para las zapatas de conexión 32 y 62 del
elemento de detección de la temperatura 60 de manera que no queden
alineadas entre sí al estar los elementos planos 22, 24
superpuestos. Así se consigue una clara predeterminación de contacto
que impide confundir las conexiones 32, 62.
En la figura 9 se representa un quinto ejemplo
de ejecución de la invención, no mostrándose el elemento de
detección de la temperatura dispuesto en el interior de la
envolvente que tiene conexiones eléctricas y forma parte de la
invención ni sus conexiones eléctricas dispuestas y que se pueden
contactar en la zona de conexión de la envolvente, quinto ejemplo
de ejecución que difiere de los ejemplos de ejecución hasta ahora
explicados en el sentido de que la envolvente 20 no se forma por
elementos planos o secciones de plegado 22, 24 sino por un tubo 70
aplanado. El tubo 70 queda cerrado de modo estanco en uno de los
lados frontales 70c mediante un cordón de soldadura 50.
Por el contrario, el otro extremo frontal 70a
está abierto. La capa aislante 28 que también se extiende por las
paredes interiores del tubo 70 aplanado puede aplicarse aquí por
proyección. También existe la posibilidad de que la capa aislante
se aplique por la inserción de una lámina aislante o por aspiración
de la lámina al vacío sobre el lado interior del tubo 70. Como se
puede ver en la figura 9, la capa aislante 28 ha de existir
únicamente, por lo menos, en los dos lados de la envolvente 20a, 20b
planos o paralelos entre sí. Las entalladuras de conexión 26 y la
disposición del elemento de calentamiento 30 se realizan de la misma
manera que en los ejemplos de ejecución arriba explicados.
En las figuras 11 y 12 se muestra un último
ejemplo de ejecución del dispositivo de calentamiento según la
invención 10, no mostrándose el elemento de detección de temperatura
dispuesto en el interior de la envolvente que tiene conexiones
eléctricas y forma parte de la invención ni sus conexiones
eléctricas dispuestas y que se pueden contactar en la zona de
conexión de la envolvente. Este ejemplo de ejecución difiere de los
dispositivos de calentamiento 10 explicados hasta ahora según las
figuras 1 a 8C en el sentido de que las entalladuras de conexión 26
no se encuentran en uno de los bordes marginales 22a, 22b, 22c, 22d
ó 24a, 24b, 24c, 24d sino en el centro de uno de los elementos
planos 22, 24. En el presente caso, las entalladuras de conexión 26
están dispuestas en el elemento plano inferior 24. A continuación
de las entalladuras de conexión 26 van apéndices 24f que se
extienden en un ángulo de 90º uniformemente hacia abajo. El elemento
de calentamiento 30 está dispuesto, correspondientemente, de la
manera representada entre los lados interiores 22e ó 24e de los dos
elementos planos 22, 24 en la figura 11. Los dos elementos planos
22, 24 están unidos entre sí por un cordón de soldadura 50
circundante completo en sus bordes marginales 22a, 22b, 22c, 22d ó
24a, 24b, 24c, 24d.
En la figura 13 se muestra el montaje de este
dispositivo de calentamiento 10, por ejemplo, en una lavadora o un
lavavajillas. La máquina tiene dos pasos para este fin en una de sus
paredes de cuba W, pasos cuyo diámetro interior corresponde, en
principio, al diámetro exterior de los dos apéndices 24f del
elemento plano 24 inferior. Para impedir la fuga de líquido a
través de estos pasos W' se han dispuesto anillos de obturación DR
en los apéndices 24f en forma de juntas tóricas.
Claims (9)
1. Dispositivo para el calentamiento de un medio
líquido o gaseoso que comprende:
como mínimo un elemento calentador de
resistencia eléctrica (30) que tiene, por lo menos, dos conexiones
eléctricas (32) y que se extiende en principio en forma de un
plano; y
una envolvente (20) de superficie plana
conductiva térmicamente con dos lados de envolvente (20a, 20b) y un
contorno exterior de superficie plana para la emisión de calor al
medio a calentar, envolvente que recibe en su interior el, como
mínimo, un elemento calentador de resistencia (30) con aislamiento
eléctrico y tiene, como mínimo, una zona de conexión (20c) en la
que se disponen y pueden contactar las conexiones eléctricas (32)
del elemento calentador de resistencia (30),
caracterizado porque se ha dispuesto en
el interior de la envolvente (20) un elemento de detección de la
temperatura (60) que tiene conexiones eléctricas (62) que están
dispuestas y pueden contactarse en la zona de conexión (20c) de la
envolvente (20);
estando los lados de la envolvente (20a, 20b)
unidos entre sí de modo estanco contra el medio, como mínimo en sus
bordes de unión (22a, 22b, 22c, 22d ó 24a, 24b, 24c, 24d) que se
pueden poner en contacto con el medio a calentar; y
constando la envolvente (20) de dos elementos
planos (22, 24) separados, de preferencia coincidentes, que forman
cada uno un lado de la envolvente (20a, 20b) estando los lados de la
envolvente unidos en unión material con sus cantos de unión (22a,
22b, 22c, 22d ó 24a, 24b, 24c, 24d) que pueden entrar en contacto
con el medio a calentar.
2. Dispositivo de calentamiento según la
reivindicación 1,
caracterizado porque la envolvente (20)
consta de un solo elemento plano (21) con dos secciones de plegado
(22, 24) que forman cada una un lado de la envolvente (20a, 20b) y
que se colocan una encima de la otra por el plegado del elemento
plano (21) a lo largo de una línea de plegado (F).
3. Dispositivo de calentamiento según la
reivindicación 1,
caracterizado porque la envolvente (20)
consta de un elemento plano en forma de un tubo aplanado (70)
cerrado en, como mínimo, un extremo frontal (70c) de modo estanco
contra el medio, de preferencia por unión material.
4. Dispositivo de calentamiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3,
caracterizado porque en la zona de
conexión (20c) de la envolvente (20) para las conexiones eléctricas
(32, 62) del, como mínimo un elemento calentador de resistencia
(30) se ha previsto, como mínimo, una entalladura de conexión (26)
en, como mínimo, uno de los lados de la envolvente (20a, 20b),
habiéndose previsto, de preferencia, una entalladura de conexión
(26) para cada conexión eléctrica (32, 62) del elemento calentador
de resistencia (30) y del elemento de detección de la temperatura
(60).
5. Dispositivo de calentamiento según la
reivindicación 4,
caracterizado porque la, como mínimo, una
entalladura (26) se ha previsto en la zona de un mismo canto
marginal (22a, 22b, 22c, 22d ó 24a, 24b, 24c, 24d).
\vskip1.000000\baselineskip
6. Dispositivo de calentamiento según la
reivindicación 5,
caracterizado porque como mínimo una
entalladura de conexión (26) se ha previsto en la zona central de,
como mínimo, un lado de la envolvente (20a, 20b).
\vskip1.000000\baselineskip
7. Dispositivo de calentamiento según una de las
reivindicaciones 1 a 6,
caracterizado porque la envolvente (20)
lleva en la zona de conexión (20c) por lo menos una junta (D) en su
lado exterior que se extiende, de preferencia, por todo el lado de
la envolvente (20a, 20b) y que, además, se ha aplicado de
preferencia por proyección.
\vskip1.000000\baselineskip
8. Dispositivo de calentamiento según una de las
reivindicaciones 1 a 7,
caracterizado porque el como mínimo un
elemento de detección de la temperatura (60) se integra en el
dispositivo de calentamiento opcionalmente por la aplicación de
pastas de termistor o píldoras de termistor.
9. Dispositivo de calentamiento según una de las
reivindicaciones 1 a 8,
caracterizado porque la envolvente (20)
es opcionalmente de aluminio o acero inoxidable libre de corrosión
y porque en los lados interiores de la envolvente se ha aplicado, en
cada caso, una capa (28) para el aislamiento eléctrico del elemento
calentador de resistencia (30), de preferencia una lámina de Kapton,
de vitrocerámica u óxido de aluminio.
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