ES2335978T3 - Convector de calor con un elemento deflector electricamente ajustable. - Google Patents

Abstract

Convector de calor para calentar el aire en entornos cerrados que comprende una abertura de admisión de aire (2) provista de un filtro de aire (3), un intercambiador de calor (5) para calentar el aire (4), una abertura de descarga de aire (6) que presenta al menos un elemento deflector ajustable (7), siendo dicho al menos un elemento deflector ajustable (7) ajustable en una pluralidad de posiciones angulares entre una posición cerrada y una posición completamente abierta y siendo accionado por un motor eléctrico (8) a través de unos medios de accionamiento (10), caracterizado porque dicho motor eléctrico (8) es alimentado por una batería (19) y está conectado a unos medios de conmutación (11, 11a) comprendiendo dichos medios de conmutación (11, 11a) un primer desviador unipolar (16) apropiado para la conmutación entre una primera (16a) y una segunda (16b) posiciones en función de una gama de temperaturas predeterminada (ΔT) y un segundo desviador (17) apropiado para la conmutación entre una tercera (17a) y una cuarta (17b) posiciones dependiendo de un grupo de accionamiento de una leva (12b) y de un palpador de leva (18) alimentando dicha batería (19) dicho motor eléctrico cuando dichas primera (16a) y tercera (17a) posiciones o dichas segunda (16b) y cuarta (17b) posiciones realizan una línea conductora.

Description

Convector de calor con un elemento deflector eléctricamente ajustable.

La presente invención se refiere a un convector de calor con un elemento eléctricamente ajustable, en particular, a un convector con un elemento deflector que puede ser ajustado mediante un motor eléctrico del tipo de CC.

Los conductores de calor equipados con sistemas para abrir y/o cerrar uno o más elementos deflectores o de persiana o rodillos son ampliamente conocidos y utilizados. Dichos sistemas de apertura y/o cierre se proporcionan, para su movimiento, con unos medios que pueden ser controlados mediante motores eléctricos, alimentados por un voltaje y una corriente de la red.

También son conocidos los sistemas de apertura y/o cierre que están provistos de unos medios que pueden ser controlados manualmente en función de la temperatura detectada mediante unos dispositivos de detección apropiados.

Las Patentes estadounidense 5,505,379 (Wagner), estadounidense 2,698,570 (Feinberg), estadounidense 4,497,241 (Ohkata) y estadounidense 4,541,326 (Fukuda et al), divulgan unos sistemas de apertura y/o cierre del tipo anteriormente descrito y efectivamente muestran unos sistemas de apertura y/o cierre equipados con uno o más rodillos con unos medios apropiados para desplazar dichos rodillos manualmente o, si no, controlados en función de la temperatura detectada o incluso una combinación de los dos tipos de control.

En particular, la Patente estadounidense 5,505,379 (Wagner) divulga un registro de aire, diseñado para acoplarse con registros comercialmente disponibles, equipados con bocas de aire amovibles. El desplazamiento de las persianas puede o bien tener lugar mediante control manual o, si no, mediante un sensor de la temperatura del tipo que utiliza una tira bimetálica.

En este caso, el desplazamiento de las bocas de aire tiene lugar mediante la deformación termomecánica de la tira metálica, esto es, debido a la deformación del metal que constituye la tira de material, provocada por la temperatura del flujo de aire.

La Patente estadounidense 2,698,570 (Feinberg) muestra un aparato para controlar la dirección del aire y la distribución del aire, provisto de unas bocas de aire que oscilan debido a unos fuelles llenos con un gas sensible a la temperatura.

Dichos sistemas tienen algunos inconvenientes como, por ejemplo, la imprecisión del ajuste del movimiento de las bocas de aire dependiendo de la temperatura detectada y sino la imposibilidad de variar el volumen de la temperatura de acuerdo con el cual se producen los movimientos de las persianas.

Las Patentes estadounidenses 4,497,241 (Ohkata) y estadounidense 4,541,326 (Fukuda et al), por otro lado, divulgan un dispositivo de control de la dirección del flujo del aire equipado con una pluralidad de bocas de aire que oscilan gracias a la presencia de unos resortes y/o cuchillas del tipo de aleación con memoria de la forma. En estas aplicaciones la cuchilla acciona las bocas de aire abriendo y/o cerrando dependiendo de la temperatura del flujo de aire. Así mismo, en estas dos últimas patentes se producen los inconvenientes ya ilustrados en las patentes anteriores, esto es, la imprecisión en el ajuste del desplazamiento de las bocas de aire en función de la temperatura detectada y la imposibilidad de modificar el volumen de la temperatura dependiendo de los desplazamientos que tengan lugar por parte de las bocas de aire.

Así mismo, las patentes estadounidenses 4,497,241 (Ohkata) y 4,541,326 (Fukuda et al.) tienen como inconveniente adicional el hecho de que la apertura y cierre de los rodillos no está proporcionada con la temperatura sino que es del tipo activación/desactivación. En la solicitud de patente EP 837288, a nombre de AERMEC S.P.A., un convector de ventilador se divulga con unos elementos deflectores ajustados alrededor de un eje entre una pluralidad de posiciones, esto es, entre una posición cerrada y una posición completamente abierta. Esto tiene lugar mediante unos medios de accionamiento específicos controlados por un motor eléctrico. El motor es alimentado mediante un voltaje de red y es controlado dependiendo de la temperatura detectada por un termostato. Dicha solución tiene el inconveniente de que requiere una obra de albañilería para permitir una alimentación de energía mediante un motor eléctrico, con un evidente incremento de los costes de instalación y así mismo requiere una gestión más complicada del control del motor eléctrico. Por consiguiente, aunque las soluciones ilustradas en las patentes estadounidenses 5,505,379 (Wagner), 2,698,570 (Feinberg), 4,497,241 (Ohkata) y 4,541,326 (Fukuda et al.) no tienen conexiones eléctricas y, por consiguiente, pueden ser mejor explotadas, todas las soluciones conocidas no ofrecen aquellas características distintivas que hoy en día son esenciales en el mercado, como por ejemplo la posibilidad de modificar el volumen de la temperatura dentro del desplazamiento que tiene lugar de los elementos deflectores o, si no, la simple y rápida instalación del convector de calor o, si no, la versatibilidad de uso e incluso en condiciones en las cuales no hay conexión a la
red.

A la vista del estado de la técnica descrito, el alcance de la presente invención consiste en proporcionar un convector de calor con un elemento deflector eléctricamente ajustable capaz de superar los inconvenientes de los convectores de calor conocidos.

Otro alcance de la presente invención consiste en proporcionar un convector de calor con un elemento deflector ajustable de tipo autónomo.

De acuerdo con la presente invención, dicho alcance se consigue mediante un convector de calor para calentar el aire en entornos cerrados de acuerdo con la reivindicación 1.

Gracias a la presente invención es posible poner en práctica un convector de calor para calentar aire capaz de funcionar sin una conexión a la red. Así mismo, gracias a la presente invención, es posible modificar el intervalo de temperatura de acuerdo con el cual tiene lugar la apertura y/o el cierre del elemento deflector.

Las características y ventajas de la presente invención se pondrán en evidente con mayor claridad a partir de la descripción detallada subsecuente de muchas formas de realización prácticas, ilustradas a modo de ejemplo no limitativo en los dibujos adjuntos, en los cuales:

La figura 1 muestra una vista en perspectiva en sección parcial del convector de calor de acuerdo con la presente invención;

la figura 2 muestra una primera forma de realización de un diagrama de circuito del convector de calor de acuerdo con la presente invención;

la figura 3 muestra una segunda forma de realización de otro diagrama de circuito del convector de calor de acuerdo con la presente invención;

la figura 4 muestra una vista en perspectiva de una primera posición operativa de la primera forma de realización del convector de calor de acuerdo con la presente invención;

la figura 5 muestra una vista en perspectiva de una segunda posición operativa de la primera forma de realización del convector de calor de acuerdo con la presente invención.

Con referencia a la figura 1, el convector de calor, genéricamente indicado con la referencia numeral 1, comprende una abertura de admisión de aire 2 equipada con un filtro de aire 3; el flujo de aire 4 es conducido desde el entorno circundante a través de la abertura 2 hacia un intercambiador de calor 5 gracias al efecto convectivo natural que se produce.

Esto se debe al gradiente térmico que se crea entre la temperatura ambiente fuera del convector de calor 1 y la temperatura ambiente dentro del mismo convector de calor 1.

El intercambiador de calor 5 comprende una bobina de refrigeración (no ilustrada en las figuras) a través de la cual un fluido caliente discurre. El fluido es, de modo preferente, pero no necesariamente, agua.

El flujo de aire 4 tomado del entorno circundante que rodea el convector de calor 1 es de esta forma calentado y conducido hacia una abertura de descarga de aire 6 a través de al menos un elemento deflector ajustable 7.

Dicho elemento deflector ajustable 7 es dirigido y ajustado en una pluralidad de posiciones angulares entre una posición cerrada y una posición completamente abierta por medio de un motor eléctrico 8. El motor eléctrico 8 es capaz de accionar el elemento deflector 7 mediante un reductor de revoluciones 9 conectado a los medios de accionamiento 10.

Así mismo, el motor eléctrico 8 está también conectado a unos medios de conmutación 11 y 11a capaces de conmutar el estado operativo del mismo motor eléctrico.

En el ejemplo ilustrado en las figuras 1, 2, 4 y 5 los medios de accionamiento 10 son del tipo articulado cuatrilateral y comprenden:

-

una manivela de platillo 12 ajustada sobre el eje de rotación X - X del motor eléctrico 8,

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un balancín 13 que tiene un extremo ajustado sobre el eje de rotación Y - Y del elemento deflector ajustable 7, de manera que el centro de rotación C del balancín 13 coincide con el eje de rotación Y - Y del elemento deflector ajustable 7, y

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un vástago de conexión 15 ajustado para conectar el extremo libre del balancín 13 con un punto 12a de la manivela de platillo 12 situada excéntricamente con respecto al eje de rotación X - X del motor eléctrico 8 a una distancia predeterminada E.

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Debe destacarse que el balancín 13 tiene el tamaño preciso para que la distancia D entre su centro de rotación C y el punto de conexión 13a con el vástago de conexión 15 es mayor que la excentricidad E.

El tamaño anteriormente referido posibilita que una rotación angular predeterminada \alpha del balancín 13 alrededor de su centro de rotación C tenga lugar para cada rotación de la manivela de platillo 12 alrededor del eje X - X.

De modo preferente, a una rotación de 180º de la manivela de platillo 12 corresponde una rotación angular \alpha igual a 90º y luego del elemento deflector 7. Por consiguiente, con cada rotación completa de la manivela de platillo 12 el elemento deflector 7 lleva a cabo una rotación primero en una dirección y luego en la otra para un total de 180º, esto es, 90º en la primera rotación y otros 90º en la segunda rotación. De modo ventajoso los medios de conmutación 11a son mandados en la conmutación por un grupo de accionamiento de leva y de palpador de leva.

De modo preferente, la leva, o más bien la trayectoria de la leva, se define por el perfil 12b de la manivela de platillo 12, la cual tiene la forma apropiada para constituir una pluralidad de porciones perfiladas independientes curvilíneas entre sí y que tienen unos valores de excentricidad diferentes con respecto al eje de rotación X – X.

El palpador de leva comprende un sensor 18 el cual, mediante unos medios elásticos en sí conocidos, no representados en las figuras, es retenido elásticamente en contacto con el perfil 12b de la manivela de platillo 12.

Por las razones que se pondrán de manifiesto con mayor claridad en el resto de la descripción, la manivela de platillo 12 tiene dos porciones angulares diferenciadas cada una de las cuales tiene un valor de excentricidad diferente y que se extienden a lo largo de un arco de circunferencia igual a, de modo aproximado, a 180º. Básicamente, el perfil de la leva 12b, definido por el perfil de la manivela de platillo 12 tiene dos puntos de discontinuidad en correspondencia con los cuales el desplazamiento del sensor 18 determina la conmutación de los medios de conmutación 11a.

De modo ventajoso, el sensor 18 está situado con respecto a la manivela de platillo 12 de tal manera que el sensor 18 detecta una discontinuidad del perfil de leva 12b cuando el elemento deflector 7 está en la posición cerrada o completamente abierta, como se representan en las figuras 4 y 5.

También es posible reseñar, con referencia a la figura 2, que dichos medios de conmutación 11 comprenden un primer desviador unipolar 16 apropiado para su conmutación entre una primera 16a y una segunda 16b posiciones en función de la temperatura del aire y que dichos medios de conmutación 11a comprenden también un segundo desviador unipolar 17 apropiado para su conmutación entre una tercera 17a y una cuarta 17b posiciones dependiendo de la posición angular adoptada por el elemento deflector 7.

En particular, el primer ventilador unipolar 16 es, por ejemplo, un termostato de bulbo que presenta una gama de temperaturas que puede ser definida para satisfacer al usuario mediante un botón de ajuste (no mostrado en las figuras). Dicho termostato de bulbo 16 funciona de una manera completamente convencional.

En particular, la posición angular del elemento deflector 7 depende de la posición adoptada por el sensor 18 el cual, como se describió con anterioridad, se determina mediante el perfil de leva 12b de la manivela de platillo 12.

De modo ventajoso, en la presente invención el motor eléctrico 8 es alimentado mediante una batería 19 con un voltaje nominal de, por ejemplo, nueve voltios o doce voltios.

A continuación se expondrá el modo operativo del convector de calor 1 que se acaba de describir desde el punto de vista estructural.

Con referencia de nuevo a las figuras 1, 2, 4 y 5, suponiendo que la configuración del primer desviador 16, que es el termostato de bulbo y el segundo desviador 17, que es el mostrado en la Figura 2, esto es, sin la línea conductora y el elemento deflector 7 en posición cerrada, es la posición ilustrada en la Figura 4, cuando la temperatura ambiente cae por debajo de un valor de temperatura determinado T1, el termostato de bulbo 16 conmuta de la posición 16a a la posición 16b para crear la línea conductora.

De esta forma el motor eléctrico 8 es alimentado por la batería 19 y abre el elemento deflector 7 hasta la posición completamente abierta, como se representa perfectamente en la Figura 5.

Al hacerlo, el flujo de aire 4 es calentado por el intercambiador de calor 5 y el aire caliente sale y se difunde por el entorno circundante como resultado del efecto conductor natural.

Tan pronto como el sensor 18 encuentra la discontinuidad del perfil de leva 12b de la manivela de platillo 12, el segundo desviador conmuta de la posición 17a a la posición 17b. Esto provoca la interrupción de la línea conductora con el consiguiente cierre del motor eléctrico 8.

Tan pronto como la temperatura ambiente alcanza un segundo valor predeterminado T2, el termostato de bulbo 18 conmuta de la posición 16b y retorna a la posición 16a. Dado que el desviador 17 está en la posición 17b, la línea conductora se crea de nuevo entre el motor eléctrico 8 y la batería 19 para que se posibilite la ulterior rotación del motor eléctrico 8 y, en consecuencia, del elemento deflector 7.

En esta situación el sensor 18 sigue el perfil de leva 12b que presenta una excentricidad menor de manera que alcanza el punto de discontinuidad.

En este momento el segundo desviador 17 conmuta de la posición 17b a la posición 17a interrumpiendo el suministro de energía hacia el motor eléctrico 8. El resultado de dicho desplazamiento es que el elemento deflector 7 ha retrocedido a la posición cerrada, como se muestra en la Figura 4.

El modo operativo descrito con anterioridad se repite cuando la temperatura ambiente cae por debajo del valor de temperatura T1 y/o excede del valor de temperatura T2, que es cuando el valor de temperatura ambiente adopta valores fuera de la gama de temperaturas \DeltaT, donde \DeltaT = T2 - T1.

Por ejemplo, la gama de temperaturas \DeltaT puede fijarse entre diez y treinta grados centígrados con una temperatura central óptima de veinte grados centígrados.

De modo ventajoso, gracias a la presente invención, el usuario tiene un botón (no mostrado en las figuras) del que puede disponer para permitir el ajuste deseado de la gama de temperaturas \DeltaT dado que dicho botón actúa directamente sobre el termostato de bulbo de una forma en sí conocida.

El motor eléctrico 8, por ejemplo, es un motor de CC capaz de funcionar con voltajes bajos, (voltajes alimentados por la batería 19) con una absorción de corriente baja, del orden de unas pocas decenas de miliamperios.

Así mismo, por ejemplo, el reductor 9 posibilita el paso de una frecuencia de rotación del motor eléctrico 8 mismo de, de forma aproximada mil rpm a una frecuencia de rotación de, de modo aproximado dieciséis rpm.

Con referencia a la segunda forma de realización ilustrada en la Figura 3, en la cual una numeración idéntica se otorga a elementos que han sido ya descritos, debe destacarse que el motor eléctrico 8 está conectado en un lado, a través del reductor 9, directamente al reflector 7, y en el otro lado a un tablero electrónico 20. En otras palabras, el motor eléctrico 8 está conectado al elemento deflector 7 sin la interposición de los medios de accionamiento 10 descritos en la primera forma de realización, de manera que el eje X - X del motor eléctrico 8 coincide con el eje Y - Y del elemento deflector 7.

El tablero electrónico 20 es alimentado mediante la batería 19 y comprende una sonda 21 de la temperatura. En particular, el tablero electrónico 20 posibilita, mediante una forma en sí conocida, por ejemplo mediante un control de bucle abierto que comprenda un amplificador y un puente completo bipolar, el motor eléctrico 8 puede ser dirigido por impulsos de corriente, de manera que para cada impulso de corriente el motor eléctrico 8 se mueva en un cierto ángulo en función de la temperatura detectada por la sonda 21.

En otras palabras, con esta segunda forma de realización existe la posibilidad de abrir y/o cerrar el elemento deflector 7, así como entre una posición abierta y una posición cerrada, esto es, abierta/cerrada del tipo de activación/desactivación, también entre una pluralidad de posiciones angulares que se incluyan entre una posición cerrada y una posición completamente abierta.

Por consiguiente, es un motor eléctrico del tipo generalmente conocido como motor paso a paso.

De forma ventajosa, gracias a la presente invención, es posible llevar a cabo un ajuste del movimiento abierto/cerrado del elemento deflector 7 proporcional a la temperatura detectada por la sonda de temperatura 21.

Claims (9)

1. Convector de calor para calentar el aire en entornos cerrados que comprende una abertura de admisión de aire (2) provista de un filtro de aire (3), un intercambiador de calor (5) para calentar el aire (4), una abertura de descarga de aire (6) que presenta al menos un elemento deflector ajustable (7), siendo dicho al menos un elemento deflector ajustable (7) ajustable en una pluralidad de posiciones angulares entre una posición cerrada y una posición completamente abierta y siendo accionado por un motor eléctrico (8) a través de unos medios de accionamiento (10), caracterizado porque dicho motor eléctrico (8) es alimentado por una batería (19) y está conectado a unos medios de conmutación (11, 11a)

comprendiendo dichos medios de conmutación (11, 11a) un primer desviador unipolar (16) apropiado para la conmutación entre una primera (16a) y una segunda (16b) posiciones en función de una gama de temperaturas predeterminada (\DeltaT) y un segundo desviador (17) apropiado para la conmutación entre una tercera (17a) y una cuarta (17b) posiciones dependiendo de un grupo de accionamiento de una leva (12b) y de un palpador de leva (18) alimentando dicha batería (19) dicho motor eléctrico cuando dichas primera (16a) y tercera (17a) posiciones o dichas segunda (16b) y cuarta (17b) posiciones realizan una línea conductora.

2. Convector de calor de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho primer desviador unipolar (16) es un termostato de bulbo.

3. Convector de calor de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de accionamiento (10) son del tipo cuatrilateral articulado, que comprenden una manivela de platillo (12) ajustada sobre el eje de rotación (X - X) de dicho motor eléctrico (8), un balancín (13) que tiene un extremo ajustado en el eje de rotación (Y - Y) de dicho elemento deflector ajustable (7), de manera que el centro de rotación (C) de dicho balancín (13) coincide con dicho eje de rotación (Y - Y) de dicho elemento deflector ajustable (7), y un vástago de conexión (15) apropiado para conectar el extremo libre de dicho balancín (13) con un punto (12a) de dicha manivela de platillo (12) situada excéntricamente con respecto a dicho eje de rotación (X - X) de dicho motor eléctrico (8) a una distancia predeterminada (E).

4. Convector de calor de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 3, caracterizado porque dicho grupo de accionamiento de la leva (12b) está definido por el perfil (12b) de dicha manivela de platillo (12) y está configurado para constituir conjuntamente una pluralidad de porciones perfiladas independientes curvilíneas y que tienen unos valores de excentricidad diferentes con respecto al eje de rotación (X - X) de dicho motor eléctrico (8).

5. Convector de calor de acuerdo con las reivindicaciones 1, 3 y 6, caracterizado porque dicho palpador de leva (18) está retenido en contacto contra dicho perfil (12b) de dicha manivela de platillo (12) mediante unos medios elásticos.

6. Convector de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicha pluralidad de posiciones de dicho al menos un elemento deflector ajustable (7) son una posición cerrada y una posición completamente abierta.

7. Convector de calor de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios de conmutación (11, 11a) están provistos de una sonda de temperatura (21) y de un tablero electrónico (20),estando dicha sonda de temperatura (21) conectada a dicho tablero electrónico (20).

8. Convector de calor de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque dicho tablero electrónico (20) controla dicho motor eléctrico (8) de manera proporcional a la temperatura detectada por dicha sonda de temperatura (21), variando el valor angular (\alpha) de la posición de dicho al menos un elemento deflector (7).

9. Convector de calor de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicha batería (19) tiene un voltaje nominal de nueve a doce voltios.