ITMI20090948A1 - Dispositivo radiante di riscaldamento - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

"DISPOSITIVO RADIANTE DI RISCALDAMENTO"

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo radiante di riscaldamento, comprendente le caratteristiche espresse nel preambolo della rivendicazione 1.

In particolare, nel corso della presente descrizione si farà particolare riferimento a dispositivi radianti utilizzati per il riscaldamento di superfici e/o ambienti, sia interni che esterni, senza con ciò limitare l'applicazione della presente invenzione a dispositivi di illuminazione o dispositivi radianti di altro genere, atti ad emettere energia su lunghezze d'onda che possono essere nel campo del visibile (ad esempio mediante lampade alogene), nel campo dell'infrarosso.

Sono noti dispositivi di riscaldamento per irraggiamento che utilizzano come sorgente calda una lampada alimentata a corrente elettrica.

Indipendentemente dal tipo di lampada utilizzato, i dispositivi della tecnica nota prevedono che la lampada sia inserita in un telaio di contenimento che comprende delle connessioni elettriche che alimentano e vincolano la lampada al telaio.

Data l'alta temperatura di esercizio delle particolari lampade utilizzate nei dispositivi di questo tipo, per evitare che le connessioni elettriche possano danneggiarsi o comunque compromettere il loro rendimento, queste ultime sono realizzate in materiali che resistono bene alle alte temperature e che hanno un basso coefficiente di trasmissione del calore.

Nei dispositivi della tecnica nota, per evitare che la polvere, oppure l'acqua nelle applicazioni in esterni, possa infiltrarsi dove sono presenti i contatti elettrici (provocando possibili cortocircuiti) , uno schermo di vetro, o comunque di materiale il più possibile trasparente alle lunghezze d'onda di esercizio, sigilla il telaio nel quale è contenuta la lampada.

Infatti, la radiazione emessa dalla lampada deve necessariamente passare attraverso il vetro che sigilla il telaio, venendo in parte riflessa, in parte assorbita e quindi solo in parte trasmessa.

Questo porta inevitabilmente ad un abbassamento del rendimento di trasmissione della radiazione del dispositivo di riscaldamento.

Inoltre, i materiali con cui necessariamente sono costruite le connessioni elettriche della lampada (ceramiche, mica, allumina) sono fragili o comunque estremamente rigidi. Considerando che le connessioni elettriche fungono anche da supporto per la lampada, l'integrità della lampada può essere seriamente compromessa anche solo da piccoli urti o vibrazioni trasmesse al telaio di contenimento.

Ancora, la radiazione riflessa dal vetro verso l'interno del telaio fa aumentare la temperatura all'interno del telaio e, quindi, i diversi coefficienti di dilatazione termica tra lampada e connessioni elettriche fanno insorgere stress meccanici nella lampada che possono provocarne la rottura.

Per ovviare a questi inconvenienti, la Richiedente ha già proposto un dispositivo radiante privo di vetro, descritto nel documento WO 2005/036928, dotato di una lampada lineare supportata alle estremità opposte mediante due elementi di supporto elastico in materiale elastomerico resistente al calore, elasticamente calzati sulla lampada stessa in modo da proteggerla adeguatamente da urti e vibrazioni, ed ermeticamente impegnati alla struttura portante. Ciascuno dei terminali elettrici della lampada rimane alloggiato all'interno di una camera di contenimento a tenuta stagna, così che le parti elettriche risultino adeguatamente protette dall'ingresso di polvere, umidità e/o spruzzi d'acqua.

La Richiedente ha tuttavia riscontrato che anche i dispositivi radianti senza vetro della tecnica nota sono migliorabili sotto diversi aspetti, particolarmente in termini di semplicità costruttiva, compattezza di ingombro, affidabilità di impiego e costi di produzione. Infatti, la necessità di alloggiare i terminali elettrici della lampada in rispettive camere di contenimento, ermeticamente interconnesse fra loro per evitare l'ingresso di polvere, umidità, acqua e altri agenti esterni, comporta una significativa complicazione strutturale del dispositivo nel suo insieme.

I diversi componenti assemblati fra loro incrementano il numero di punti di potenziale ingresso degli agenti esterni verso le parti elettriche, limitando l'affidabilità del dispositivo o imponendo particolari attenzioni e severi controlli in fase di produzione e manutenzione.

La Richiedente ha altresì riscontrato che i dispositivi noti presentano limiti di affidabilità quando vengono installati secondo un orientamento verticale. Infatti, il calore prodotto dalla lampada produce un flusso di aria calda che risale lungo la lampada stessa andando ad surriscaldare l'elemento di supporto elastico e gli altri componenti associati all'estremità della lampada superiormente disposta.

La Richiedente ha altresì riscontrato difficoltà nel contenere entro limiti accettabili gli ingombri ed i costi di produzione dei dispositivi radianti, particolarmente quando si devono soddisfare particolari esigenze che comportano l'impiego di più lampade distribuite attorno ad un punto centrale.

II compito tecnico posto alla base della presente invenzione è ideare un dispositivo radiante di riscaldamento in grado di ovviare ai sopraccitati inconvenienti.

In particolare, forma oggetto della presente invenzione un dispositivo radiante di riscaldamento comprendente: una struttura di supporto, portante almeno una camera di contenimento;

almeno una lampada presentante almeno due terminali di connessione elettrica alloggiati in detta almeno una camera di contenimento, ed una porzione radiante estendentesi all'esterno della camera di contenimento secondo un asse geometrico di sviluppo;

almeno un elemento di supporto elastico impegnato alla struttura di supporto e calzato a tenuta attorno a detta lampada, per accoppiare elasticamente detta lampada rispetto alla struttura di supporto e chiudere detta camera di contenimento;

caratterizzato dal fatto che i terminali di connessione elettrica sono reciprocamente distanziati secondo una misura "D" inferiore allo sviluppo lineare della porzione radiante della lampada, rilevabile lungo detto asse geometrico di sviluppo.

I terminali elettrici di connessione risultano pertanto disposti in posizione ravvicinata fra loro, senza penalizzare lo sviluppo lineare della lampada a cui è strettamente correlata la potenza di irraggiamento.

È così possibile semplificare sensibilmente la struttura complessiva del dispositivo. È in particolare possibile limitare il numero di componenti richiesti per conseguire l'isolamento delle parti elettriche dall'ambiente esterno, conseguendo vantaggi sia in termini di costi di produzione, sia in termini di affidabilità.

Viene inoltre conseguita una significativa riduzione degli ingombri del dispositivo, senza penalizzarne l'efficienza in termini di riscaldamento.

All'occorrenza, il dispositivo 1 può essere disposto secondo un orientamento verticale con la camera di contenimento disposta in basso, senza comportare rischi di surriscaldamenti dei componenti operativamente disposti in prossimità dei terminali della lampada.

Risulta inoltre facile realizzare dispositivi radianti di riscaldamento muniti di più lampade variamente disposte attorno ad una struttura di supporto centrale, per soddisfare particolari esigenze in termini di intensità e distribuzione dell'irraggiamento.

Viene ora riportata a titolo di esempio indicativo e non limitativo, la descrizione di una forma di esecuzione preferita ma non esclusiva di un dispositivo radiante per riscaldamento illustrato negli uniti disegni, nei quali:

- la figura 1 mostra in vista prospettica un dispositivo radiante per riscaldamento secondo la presente invenzione.

la figura 2 mostra il dispositivo di figura 1, sezionato lungo l'asse geometrico di una delle porzioni di estremità della lampada;

-la figura 3 mostra un particolare ingrandito di figura 2;

- la figura 4 mostra una sezione eseguita secondo la traccia IV-IV di figura 3;

la figura 5 mostra uno schema costruttivo del dispositivo di cui alle precedenti figure;

- la figura 6 mostra uno schema costruttivo di una prima variante realizzativa del dispositivo in oggetto;

- la figura 7 mostra uno schema costruttivo di una seconda variante realizzativa del dispositivo in oggetto.

Con riferimento alle figure citate, con 1 è stato complessivamente indicato un dispositivo radiante di riscaldamento, in accordo con la presente invenzione. Il dispositivo 1 comprende una struttura di supporto 2, presentante un corpo scatolare 3 preferibilmente formata da una porzione di base 4 a cui è accoppiata una calotta di chiusura 5, previa interposizione di una guarnizione di tenuta 5a, per definire almeno una camera di contenimento 6.

Alla camera di contenimento 6 può essere impegnata una staffa 7 per il fissaggio del dispositivo radiante 1 ad un palo (non illustrato) una parete o altra struttura portante, quale ad esempio una base di appoggio a terra la. All'occorrenza, il dispositivo 1 può essere disposto secondo un orientamento verticale con la camera di contenimento 6 disposta in basso, come esemplificato in figura 5.

Alla struttura di supporto 2 è operativamente impegnata almeno una lampada 8, comprendente preferibilmente un involucro tubolare 9 estendentesi secondo un asse geometrico di sviluppo X. L'involucro tubolare 9, è preferibilmente realizzato in vetro al quarzo o altro materiale trasparente alle radiazioni emesse dalla lampada 8, resistente alle alte temperature e preferibilmente anche a forti sbalzi termici che possono essere causati ad esempio da getti o spruzzi d'acqua.

L'involucro tubolare 9 alloggia almeno un filamento ad incandescenza 10, preferibilmente in carbonio o tungsteno, estendentesi parallelamente all'asse geometrico di sviluppo X, ed elettricamente connesso fra un primo ed un secondo terminale di connessione elettrica 11.

Preferibilmente, il filamento ad incandescenza 10 si estende in corrispondenza di una porzione radiante della lampada 8, secondo una lunghezza inferiore allo sviluppo lineare dell'involucro tubolare 9. I terminali di connessione elettrica 11 sono collegati al filamento ad incandescenza 10 mediante rispettivi filamenti di collegamento 12 alloggiati all'interno di almeno una, preferibilmente due rispettive porzioni di estremità 8b della lampada 8, disposte sul proseguimento della porzione radiante 8a. I filamenti di collegamento 12, estendentisi ciascuno per un tratto di lunghezza pari ad almeno 25mm, ad esempio pari a 75 mm, e preferibilmente inferiore a 100mm per mantenere una soddisfacente compattezza dimensionale, sono realizzati ciascuno da un conduttore presentante resistenza elettrica sensibilmente inferiore rispetto a quella del filamento ad incandescenza 10. In questo modo le porzioni di estremità 8b della lampada 8 possono mantenere, durante il funzionamento, una temperatura sensibilmente inferiore rispetto alla temperatura di esercizio raggiunta dalla porzione radiante 8a della lampada 8, per effetto del riscaldamento prodotto dal filamento ad incandescenza 10.

I terminali di connessione elettrica 11 della lampada 8 sono alloggiati nella camera di contenimento 6, al cui interno è disposta una morsettiera o altri idonei dispositivi (non illustrati) per il cablaggio della lampada 8 stessa con un cavo di alimentazione 13, impegnato attraverso la calotta di chiusura 5 della camera di contenimento 6 stessa, mediante un passacavo 13a a tenuta stagna. Un interruttore 14 impegnato a tenuta attraverso la calotta di chiusura 5, ed elettricamente collegato fra il cavo di alimentazione 13 e la lampada 8 all'interno della camera di contenimento 6, può essere predisposto per consentire l'accensione e lo spegnimento della lampada 8. L'interruttore 14 è preferibilmente di tipo stagno e/o adeguatamente protetto da mezzi di tenuta alla polvere e all'acqua. La connessione meccanica fra la lampada 8 e la struttura di supporto 2 è ottenuta mediante almeno un elemento di supporto elastico 15, preferibilmente monolitico, realizzato in materiale elastomerico resistente al calore, per esempio gomma a base siliconica. L'elemento di supporto elastico 15 è impegnato alla struttura di supporto 2 e calzato a tenuta attorno alla lampada 8, per accoppiare elasticamente quest'ultima rispetto alla struttura di supporto 2 e chiudere, preferibilmente in modo ermetico, la camera di contenimento 6.

Più in particolare, nell'esempio illustrato ogni porzione di estremità 8b della lampada 8 è calzata ermeticamente a tenuta attraverso un rispettivo elemento di supporto elastico 15, a sua volta impegnato a tenuta in corrispondenza di un'apertura passante 16 predisposta nella porzione di base 4 del corpo scatolare 3.

A tal fine, ciascun elemento di supporto elastico 15 può vantaggiosamente comprendere una porzione tubolare interna 17 ed una porzione tubolare esterna 18 concentricamente disposte e reciprocamente unite in prossimità di un bordo terminale 15a esterno alla camera di contenimento 6, dove l'elemento di supporto elastico 15 presenta una porzione rastremata secondo una configurazione troncoconica divergente verso la camera di contenimento 6. Fra la porzione tubolare interna 17 e la porzione tubolare esterna 18 è definita una sede anulare, impegnabile per inserimento forzato in senso assiale con un collare di supporto 19 sporgente esternamente rispetto alla camera di contenimento 6, attorno a ciascuna delle aperture passanti 16 facenti capo alla camera di contenimento stessa.

Ciascun elemento di supporto elastico 15, previamente calzato con la propria porzione tubolare interna 17 attorno alla rispettiva porzione di estremità 8b della lampada 8, si presta ad essere inserito sul collare di supporto 19, in modo che la porzione tubolare esterna 18 determini la chiusura ermetica della rispettiva apertura passante 16.

Vantaggiosamente, due o più nervature assiali 20 possono essere circonferenzialmente distribuite sulla superficie esterna della porzione tubolare interna 17. Più in particolare, nell'esempio illustrato la porzione tubolare interna 17 di ciascun elemento di supporto elastico 15 è dotata di due nervature assiali 20, collocate in posizioni diametralmente opposte secondo un piano ortogonale ad un piano di giacitura della lampada 8, contenente il suddetto asse geometrico di sviluppo X. Grazie alla presenza delle nervature assiali 20, l'interferenza fra la porzione tubolare interna 17 ed il collare di supporto 19 avviene secondo superfici relativamente ridotte, così che la porzione di estremità 8b della lampada 8, calzata sul rispettivo elemento di supporto elastico 15, possa essere facilmente calzata attraverso l'apertura passante 16 definita nel collare di supporto 19. Ad assemblaggio ultimato, le nervature assiali 20 compresse fra il collare di supporto 19 e la porzione tubolare interna 17 calzata sulla lampada 8 assicurano comunque lo stabile ancoraggio di quest'ultima rispetto alla struttura di supporto 2, senza richiedere a tal fine ulteriori elementi di impegno.

Una possibile variante realizzativa (non illustrata) può prevedere, in luogo delle nervature assiali 20, un inserto anulare rigido impegnabile per inserimento forzato fra il collare di supporto 19 e la porzione tubolare interna 17, dopo che l'elemento di supporto elastico 15 predisposto sulla porzione di estremità 8b della lampada 8 è stato calzato sul collare di supporto stesso.

Ad assemblaggio ultimato, la porzione radiante 8a della lampada 8 si estende all'esterno della camera di contenimento 6, fra gli elementi di supporto elastico attraversati dalle porzioni di estremità 8b che portano i rispettivi terminali di connessione elettrica 11 all'interno della camera di contenimento 6 stessa.

Vantaggiosamente, i terminali di connessione elettrica 11 risultano reciprocamente distanziati secondo una misura inferiore allo sviluppo lineare della porzione radiante 8a della lampada 8, rilevabile lungo detto asse geometrico di sviluppo X. La lampada 8, o almeno la porzione radiante 8a della stessa, presenta pertanto uno sviluppo lineare curvilineo o incurvato, ad esempio secondo una configurazione ad "U" come illustrato nelle figure da 1 a 4, oppure secondo un arco di cerchio come schematizzato nelle figure 5 e 6.

È pertanto possibile conferire alla lampada 8 un desiderato sviluppo lineare, adeguato alle esigenze del caso in relazione alla potenza e distribuzione dell'irraggiamento da essa prodotto, pur mantenendo i terminali di connessione elettrica 11 in posizione reciprocamente ravvicinata. In particolare, i terminali di connessione elettrica 11 possono essere disposti all'interno di una medesima camera di contenimento 6, o in rispettive camere definite in un medesimo corpo scatolare 3.

Viene pertanto conseguita una significativa semplificazione strutturale del dispositivo radiante 1, ed una notevole riduzione dell'ingombro complessivo dello stesso. In particolare viene ottenuta, rispetto alla tecnica nota, una riduzione dei numero dei componenti necessari per conseguire l'isolamento a tenuta dei terminali di connessione elettrica 11 e delle parti adibite al collegamento degli stessi con il cavo di alimentazione 13. È in particolare possibile collocare tutte le connessioni elettriche all'interno di una medesima camera di contenimento 6, a vantaggio dell'affidabilità in termini di tenuta, oltre che della semplicità costruttiva.

Il collocamento dei terminali di connessione elettrica 11 in un medesimo corpo scatolare 3 permette inoltre di realizzare un dispositivo radiante di riscaldamento 1 a sviluppo verticale adatto anche ad essere appoggiato al pavimento, come esemplificato in figura 5, senza comportare rischi di surriscaldamento degli elementi di supporto elastico 15 e/o di parti elettriche. Infatti gli elementi di supporto elastico 15, collocati sul supporto scatolare 3 da cui si innalza la lampada 8, non risultano lambiti dal flusso di aria calda risalente lungo la lampada 8 stessa e lungo la paratia di schermatura 26.

Nella camera o nelle camere di contenimento di un medesimo corpo scatolare 3 possono essere alloggiati i terminali elettrici di più lampade distribuite attorno al corpo scatolare stesso, come esemplificato nelle figure 5 e 6.

Come meglio visibile nelle figure 1 e 2, il dispositivo 1 può inoltre comprendere almeno una parabola riflettente 21 conformata a modo di semiguscio, alloggiante in una sua concavità la porzione radiante 8a della lampada 8. La parabola riflettente 21, realizzabile ad esempio il lamiera stampata, presenta preferibilmente un'estremità di attacco 21a impegnata per inserimento forzato in una scanalatura di impegno 22 definita nella struttura di supporto 2. Preferibilmente, una guarnizione 23 in materiale elastomerico termoisolante alloggiata all'interno della scanalatura di impegno 22, trattiene per attrito la parabola riflettente 21 assicurandone la stabilità.

Alla parabola riflettente 21 può essere vantaggiosamente associata una paratia di schermatura 24 attraversata dalla porzione radiante 8a della lampada 8 stessa, in prossimità degli elementi di supporto elastico 15. La paratia di schermatura 24, orientata obliquamente rispetto all'asse geometrico di sviluppo X della lampada 8, preserva adeguatamente gli elementi di supporto elastico 15 dalle radiazioni emesse dalla lampada 8 durante il funzionamento, evitandone il surriscaldamento .

Alla struttura di supporto 2 può essere inoltre associato un involucro protettivo 25 estendentesi sul proseguimento del corpo scatolare 3 per alloggiare la lampada 8 e la parabola riflettente 21. L'involucro protettivo 25 presenta una griglia di protezione 26 disposta davanti alla lampada 8, da parte opposta rispetto alla parabola riflettente 21. Preferibilmente, su una parete posteriore 27 dell' involucro di protezione, disposta dietro la parabola riflettente 21 da parte opposta rispetto alla griglia di protezione 26, sono ricavate feritoie di aerazione 28.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo radiante di riscaldamento comprendente: una struttura di supporto (2), portante almeno una camera di contenimento (6); almeno una lampada (8) presentante almeno due terminali di connessione elettrica (11) alloggiati in detta almeno una camera di contenimento (6), ed una porzione radiante (8a) estendentesi all'<'>esterno della camera di contenimento (6) secondo un asse geometrico di sviluppo (X) ; almeno un elemento di supporto elastico (15) impegnato alla struttura di supporto (2) e calzato a tenuta attorno a detta lampada (8), per accoppiare elasticamente detta lampada (8) rispetto alla struttura di supporto (2) e chiudere detta camera di contenimento (6); caratterizzato dal fatto che i terminali di connessione elettrica (11) sono reciprocamente distanziati secondo una misura (D) inferiore allo sviluppo lineare della porzione radiante (8a) della lampada (8), rilevabile lungo detto asse geometrico di sviluppo (X) .
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui la porzione radiante (8a) della lampada (8) si estende fra due porzioni di estremità (8b) calzate a tenuta attraverso detto almeno un elemento di supporto elastico (15) e portanti ciascuna uno di detti terminali di connessione elettrica (11).
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, in cui ciascuna delle porzioni di estremità (8b) della lampada (8) è calzata attraverso un rispettivo elemento di supporto elastico (15).
4. 4. Dispositivo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, in cui la struttura di supporto (2) comprende un corpo scatolare (3) definente detta camera di contenimento (6) e portante detto almeno un elemento di supporto elastico (15).
5. 5. Dispositivo secondo la precedente rivendicazione, in cui detto almeno un elemento di supporto elastico (15) comprende una porzione tubolare interna (17) calzata attorno alla lampada (8) ed impegnato al corpo scatolare (3) in corrispondenza di un'apertura passante (16).
6. 6. Dispositivo secondo la precedente rivendicazione, in cui detto corpo scatolare (3) presenta almeno un collare di supporto (19) estendentesi attorno a detta apertura passante (16) ed impegnato per inserimento forzato fra detta porzione tubolare interna (17) ed una porzione tubolare esterna (18) dell'elemento di supporto elastico (15).
7. 7. Dispositivo secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui detta porzione tubolare interna (17) presenta esternamente almeno due nervature assiali (20) circonferenzialmente distribuite.
8. 8. Dispositivo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, comprendente inoltre almeno una parabola riflettente (21) conformata a modo di semiguscio alloggiante la porzione radiante (8a) della lampada (8) e presentante un'estremità di attacco (21a) impegnata per inserimento forzato in una scanalatura di impegno (22) definita nella struttura di supporto (2).
9. 9. Dispositivo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, comprendente inoltre almeno una paratia di schermatura (24) attraversata dalla porzione radiante (8a) della lampada (8) in prossimità di detto almeno un elemento di supporto elastico (15) ed orientata obliquamente rispetto a detto asse geometrico di sviluppo (X).
10. 10. Dispositivo secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, comprendente una pluralità di lampade (8) distribuite attorno a detta struttura di supporto (2) e presentanti rispettivi terminali di connessione elettrica (11) alloggiati in detta almeno una camera di contenimento (6).