ITMI20111715A1 - Apparecchio elettrico per generare un flusso di aria calda e metodo di controllo temperatura di tale apparecchio - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un apparecchio elettrico per generare un flusso di aria calda in accordo con il preambolo della rivendicazione 1.

Secondo un ulteriore aspetto la presente invenzione si riferisce altresì ad una modalità di gestione di un apparecchio elettrico per generare un flusso di aria calda.

Per semplicità di esposizione, la presente descrizione à ̈ fatta in modo non limitativo considerando quale apparecchio elettrico per generare un flusso di aria calda un asciugacapelli elettrico.

Come noto gli asciugacapelli prevedono all’interno di un corpo di contenimento la presenza di resistenze elettriche di riscaldamento. Più precisamente le resistenze sono posizionate all’interno di un condotto di uscita dell’aria generato da un ventilatore o simili.

Il dimensionamento delle resistenze e la determinazione della loro temperatura di esercizio à ̈ effettuato tenendo conto delle condizioni dinamiche di impiego, vale a dire tenendo conto della portata d’aria che durante il normale funzionamento dell’apparecchio elettrico si trova ad investire le resistenze elettriche assicurandone un continuo raffreddamento per sottrazione di calore.

Giova rilevare che, qualora la portata d’aria che investe le resistenze venga ad essere interrotta o parzializzata per motivi accidentali, ad esempio perché la bocchetta di ingresso dell’aria à ̈ totalmente o parzialmente ostruita, la minor portata d’aria che investe le resistenze elettriche non à ̈ più idonea ad assicurare il raffreddamento previsto per tali resistenze elettriche, determinando un incontrollato innalzamento della temperatura raggiunta da tali resistenze elettriche.

Al fine di prevenire un eccessivo ed incontrollato aumento di temperatura delle resistenze elettriche, che può portare ad un danneggiamento de tali resistenze se non addirittura a compromettere permanentemente la funzionalità apparecchio elettrico per generare un flusso di aria calda, con pericoli anche per l’utente, tali apparecchi elettrici sono generalmente dotati di un termostato preposto ad intervenire per interrompere l’alimentazione elettrica delle resistenze elettriche qualora la temperatura all’interno del condotto di uscita dell’aria nel quale sono collocate le resistenze elettriche raggiunga un prefissato valore di temperatura di intervento determinato in sede di progetto.

Generalmente, il termostato à ̈ direttamente inserito in serie nel percorso elettrico di alimentazione dell'elemento riscaldante.

Conseguentemente, al verificarsi della condizione indesiderata precedentemente descritta, si ha che il termostato stesso interviene sganciando il contatto elettrico, interrompendo così il passaggio di corrente diretto alle resistenze elettriche, ed ottenendo un abbassamento della temperatura di esercizio delle resistenze elettriche. Una volta che il valore di temperatura à ̈ sceso fino a valori normali di progetto, il termostato provvede a riagganciare il contato elettrico riattivando così il passaggio di corrente nelle resistente.

Per quanto la presenza di un termostato consenta effettivamente di intervenire in casi di eccessivo surriscaldamento, giova rilevare che l’impiego di un termostati tradizionale, ad esempio a rilevamento ad aria, a contatto, a bulbo, a termocoppia o magnetici, per quanto di semplice ed economica implementazione non consente di raggiungere un risultato ottimale.

Infatti, qualora il suddetto prefissato valore di temperatura di intervento sia scelto in modo da essere troppo prossimo al valore di danneggiamento delle resistenze elettriche dell’apparecchio elettrico, l’intervento del termostato risulta essere fin troppo tardivo per preservare l’integrità strutturale delle resistenze elettriche e dell’apparecchio elettrico.

Differentemente, qualora il suddetto prefissato valore di temperatura di intervento sia scelto in modo da essere troppo prossimo al valore ottimale di funzionamento delle resistenze elettriche, il risultato che si ottiene à ̈ quello di avere un intervento frequente e ciclico del termostato stesso che, interrompendo l’alimentazione elettrica delle resistenze elettrica, determina un abbattimento anomalo della temperatura dell'aria, con successiva riattivazione delle resistenze elettriche ed eventuale successiva interruzione.

In sostanza, la soluzione di prevedere un termostato non risulta essere ottimale in quanto determina un intervento di tipo ON/OFF che non consente di modulare il tipo di intervento attuato per preservare l’integrità del apparecchio elettrico in caso di surriscaldamento eccessivo delle resistenze elettriche stesse.

Per ovviare a questi problemi, à ̈ stato proposto l’utilizzo di sistemi di controllo e gestione della temperatura più sofisticati, ad esempio di tipo elettronico, il cui impiego tuttavia non si à ̈ diffuso se non per particolari applicazioni più complesse. Principalmente ciò à ̈ dipeso dal fatto che la presenza di sistemi di controllo e gestione della temperatura più sofisticati comporta un aumento dei costi e della complessità sia costruttiva che di industrializzazione dei prodotti.

Da quanto sopra esposto si evince come oggigiorno sia molto sentita l’esigenza di poter disporre di un apparecchio elettrico per generare un flusso di aria calda (ad esempio un asciugacapelli, un casco da parrucchiere o un riscaldatore ambientale di tipo istantaneo) il quale consenta di gestire in modo ottimale eventuali ed indesiderati aumenti repentini di temperatura delle resistenze elettriche, preservando l’integrità delle resistenze elettriche e senza determinare abbattimenti anomali e ciclici della temperatura dell'aria.

Il problema alla base della presente invenzione à ̈ quello di escogitare un apparecchio elettrico per generare un flusso di aria calda il quale presenti caratteristiche strutturali e funzionali tali da soddisfare la suddetta esigenza, ovviando nel contempo agli inconvenienti di cui si detto con riferimento alla tecnica nota.

Tale problema à ̈ risolto da un apparecchio elettrico per generare un flusso di aria calda in accordo con la rivendicazione 1.

Secondo un ulteriore aspetto, tale esigenza à ̈ soddisfatta da un metodo per controllare il funzionamento di un apparecchio elettrico per generare un flusso di aria calda in accordo con la rivendicazione 12.

Ulteriori caratteristiche ed i vantaggi del apparecchio elettrico per generare un flusso di aria calda e del metodo per controllarne il funzionamento secondo la presente invenzione risulteranno dalla descrizione di seguito riportata di un suo esempio preferito di realizzazione, data a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento alle annesse figure, in cui:

- la figura 1 rappresenta una vista schematica esemplificativa di una parte del circuito elettrico di un apparecchio elettrico per generare un flusso di aria calda in accordo con la tecnica nota,

- la figura 2 rappresenta una vista schematica esemplificativa di una parte del circuito elettrico di un apparecchio elettrico per generare un flusso di aria calda in accordo con la presente invenzione e - la figura 3 rappresenta un grafico di confronto nel quale sono comparati il comportamento di un apparecchio elettrico per generare un flusso di aria calda in accordo con la tecnica nota e, rispettivamente, secondo la presente invenzione a seguito di una anomalia di funzionamento procurata volontariamente.

L’apparecchio elettrico per generare un flusso di aria calda secondo l’invenzione comprende un corpo di contenimento all’interno del quale un condotto d’aria si estende fra una apertura di aspirazione aria ed una apertura di uscita aria.

All’interno del suddetto condotto d’aria sono posizionati mezzi motori per generare un flusso d’aria all’interno di detto copro fra l’apertura di aspirazione e l’apertura di uscita.

All’interno del suddetto condotto, più precisamente a valle di detti mezzi motori ed in prossimità della suddetta apertura di uscita dell’aria, sono posizionati mezzi di riscaldamento elettrico atti a generare la quantità di calore necessaria per scaldare il flusso transitante nel suddetto condotto e fuoriuscente dal corpo del generatore attraverso l’apertura di uscita.

I suddetti mezzi di riscaldamento elettrico comprendendo una pluralità di resistenze elettriche R (nelle figura in numero di tre e rispettivamente indicate con R1, R2e R3), le quali sono alimentate elettricamente in parallelo fra loro a partire da un punto comune P di alimentazione elettrica.

Ulteriormente, l’apparecchio elettrico per generare un flusso di aria calda comprende mezzi T di controllo della temperatura associati ai suddetti mezzi di riscaldamento elettrico R per interrompere l’alimentazione di energia elettrica ai mezzi di riscaldamento elettrico R al raggiungimento di un prefissato valore di temperatura di intervento.

Preferibilmente, i suddetti mezzi T di controllo della temperatura comprendono una pluralità di elementi di controllo della temperatura (nelle figura in numero di tre e rispettivamente indicati con T1, T2e T3) i quali sono associati alla suddetta pluralità di resistenze elettriche R per interrompere l’alimentazione di energia elettrica alla suddetta pluralità di resistenze elettriche R al raggiungimento del suddetto prefissato valore di temperatura di intervento del termostato.

In accordo con una forma di realizzazione preferita, i suddetti elementi di controllo della temperatura sono termostati T quali ad esempio termostati a rilevamento ad aria, a contatto, a bulbo, a termocoppia, magnetici o elettronici

In accordo con la forma di realizzazione illustrata nello schema di figura 2, i termostati T sono disposti secondo uno schema elettrico in parallelo in modo che a ciascuna resistenza elettrica R sia associato un rispettivo termostato T.

Dunque, in accordo con la forma di realizzazione preferita l’alimentazione elettrica di ciascuna resistenza elettrica R à ̈ asservita allo stato di funzionamento del rispettivo termostato T ad essa associato, vale a dire in modo indipendente dall’alimentazione delle restanti resistenze elettriche R.

Preferibilmente ciascuna resistenza elettrica R à ̈ alimentata attraverso un rispettivo termostato T. Ciò à ̈ reso possibile dal fatto che ciascun termostato T à ̈ inserito in serie elettrica fra il suddetto punto comune P di alimentazione elettrica e ciascuna rispettiva resistenza elettrica R, con la precisazione che i termostati T sono posizionati nell’immediata prossimità della rispettiva resistenza elettrica R.

In accordo con una forma preferita di realizzazione, almeno due termostati T sono tarati per interrompere l’alimentazione di energia elettrica alle rispettive resistenze elettriche R al raggiungimento di prefissati valori di temperatura di intervento differenti fra loro.

Preferibilmente, i suddetti differenti prefissati valori di temperatura di intervento differiscono fra loro per non più del 22%, preferibilmente per non più del 16%, del valore del massimo prefissato valore di temperatura di intervento rilevabile fra detti prefissati valori di temperatura di intervento dei differenti termostati.

Preferibilmente le suddette resistenze elettriche R sono dei filamenti di materiale resistivo che sono avvolti ad elica lungo un asse longitudinale per far assumere alle resistenze elettriche R una conformazione tubolare ad elica.

Secondo l’invenzione, il metodo per controllare il funzionamento di un apparecchio elettrico per generare un flusso di aria calda comprendente una pluralità di resistenze elettriche R idonee a generare il calore necessario per scaldare un flusso d’aria, comprende le fasi di:

- disporre le resistenze R della suddetta pluralità di resistenze secondo uno schema elettrico di alimentazione in parallelo;

- predisporre per ciascuna resistenza elettrica R un rispettivo elemento di controllo della temperatura T impostato per interrompere l’alimentazione di energia elettrica alla rispettiva resistenza elettrica R al raggiungimento di un prefissato valore di temperatura di intervento e

- interrompere l’alimentazione di energia elettrica di una specifica resistenza elettrica R al raggiungimento del suddetto prefissato valore di temperatura di intervento impostato nello specifico elemento di controllo della temperatura associato a detta specifica resistenza elettrica R.

A seguito di prove sperimentali di tipo comparativo effettuate fra un apparecchio elettrico per generare un flusso di aria calda dell’arte nota operante secondo lo schema elettrico raffigurato in figura 1, rispetto ad un apparecchio elettrico per generare un flusso di aria calda in accordo con la presente invenzione (secondo lo schema illustrato in figura 2) si à ̈ appurato che avviando entrambi gli apparecchi elettrici e, una volta terminato il transitorio di avvio, intervenendo sull’apertura di ingresso aria in modo da ridurne la sezione del 40%, il risultato che si ottiene nei due casi à ̈ molto differente come si può evincere dai grafici di figura 3.

In particolare il grafico di figura 3 riporta: - in ascisse il tempo di funzionamento (espresso in secondi) degli apparecchi elettrici per generare un flusso di aria calda a partire da un istante zero nel quale vengono avviati e

- in ordinate la temperatura rilevabile nel condotto di uscita dell’aria ove sono alloggiare le resistenze elettriche R.

Premesso che:

- la retta isoterma riportata nel grafico poco sotto i 200°C rappresenta il valore di temperatura di intervento impostato per i termostati T e

- la retta verticale in corrispondenza dei 60 secondi rappresenta l’istante temporale a partire dal quale la sezione dell’apertura di ingresso aria di ciascuno dei due suddetti apparecchi elettrici à ̈ stata ridotta del 40%,

si ha che la curva I e la curva II rappresentano l’andamento del tempo della temperatura rilevabile nel condotto di uscita dell’aria ove sono alloggiare le resistenze elettriche R per l’apparecchio elettrico per generare un flusso di aria calda in accordo con l’arte nota e, rispettivamente, secondo la presente invenzione.

Come si può osservare dalla figura 3:

- nell’apparecchio elettrico per generare un flusso di aria calda secondo l’arte nota (vale a dire secondo lo schema elettrico di figura 1) il risultato à ̈ quello di avere ciclicamente (ogni 30 secondi circa) un intervento dell’unico termostato T; questo intervento determina un abbattimento anomalo della temperatura dell'aria, che poi risale con un picco nuovamente pari al valore di temperatura di intervento impostato per i termostati T, mentre

- nel caso apparecchio elettrico per generare un flusso di aria calda secondo la presente invenzione (vale a dire secondo lo schema elettrico di figura 2), in modo del tutto vantaggioso e sorprendente, la temperatura dell’aria ove sono alloggiare le resistenze elettriche R1, R2 e R3, dopo un innalzamento iniziale, si assesta in modo autonomo su un valore di poco superiore al valore di progetto (nello specifico 160°C), vale a dire del valore di temperatura che si avrebbe nel condotto di uscita dell’aria qualora la portata dell’aria in transito fosse pari al 100% di quella effettivamente prevista durante il corretto funzionamento dell’apparecchio.

Vantaggiosamente, l'integrità dell'apparecchio elettrico secondo l’invenzione à ̈ preservata dal fatto che la pluralità di elementi di controllo della temperatura previsti, nello specifico termostati, consente di mantenere la temperatura dell’aria nella zona ove sono alloggiare le resistenze elettriche entro il limite di sicurezza previsto anche in condizioni di impiego particolarmente gravose, del tipo di quelle di seguito riportate a scopo esemplificativo e non limitativo:

• quando si ostruisce il passaggio d'aria nella zona di aspirazione tramite l'accumulo di sporco sui sistemi di filtraggio o della apertura di ingresso dell’aria;

• quando inavvertitamente vestiti o grembiuli vengono attratti per effetto «ventosa» dovuta alla depressione d'aria nella zona di aspirazione e vanno ad ostruire la stessa;

• quando il parrucchiere agisce con la parte terminale del phon dove à ̈ posizionata la presa d’aria di aspirazione molto vicino alla spazzola, ostruendo così l'uscita dell'aria;

• quando per un guasto meccanico o per penetrazione di sporco il motore del apparecchio elettrico per generare un flusso di aria calda perde numero di giri emettendo così meno quantità di aria.

Vantaggiosamente, la possibilità di riuscire a stabilizzare la temperatura dell'aria su livelli di progetto, anche in caso di anomalie, contribuisce ad aumentare il rendimento, la precisione e la costanza del lavoro svolto con l’apparecchio elettrico per generare un flusso di aria calda. Analizzando nello specifico il lavoro dei parrucchieri, se questi utilizzano l'asciugacapelli che ha una temperatura costante, sicuramente avranno benefici di velocità di esecuzione delle pieghe, perfezione di tenuta della piega, costanza di movimenti e tecniche di lavoro.

La possibilità di riuscire a stabilizzare il rendimento dell’apparecchio elettrico per generare un flusso di aria calda permette di migliorarne anche il rendimento elettrico con conseguente risparmio economico. Infatti, al ridursi della portata d’aria emessa dalla apertura di uscita del copro dell’apparecchio elettrico viene anche a ridursi in modo corrispondente la potenza elettrica consumata dalle resistenze elettriche.

In alcuni casi la potenza elettrica totale degli apparecchi elettrici per generare un flusso di aria calda à ̈ legata alla portata amperometrica dei termostati, cosicché nel caso dell’apparecchio elettrico secondo l’invenzione risulta possibile aumentare tale potenza di tante volte quanti sono i termostati impiegati, dal momento che ciascun termostato subirà solo una parte della portata amperometrica suddividendo così il carico totale.

La possibilità di evitare l’impiego di elementi di controllo della temperatura di tipo elettronico consente di contenere i costi di industrializzazione dell’apparecchio elettrico per generare un flusso di aria calda secondo l’invenzione rispetto agli apparecchi elettrici della tecnica potendo oltretutto modificare in modo semplice ed economico gli apparecchi noti già in produzione ed industrializzati.

Come si può apprezzare da quanto sopra descritto, l’apparecchio elettrico per generare un flusso di aria calda secondo la presente invenzione consente dunque di soddisfare la suddetta esigenza e di superare nel contempo gli inconvenienti di cui si à ̈ riferito nella parte introduttiva della presente descrizione con riferimento alla tecnica nota.

Ovviamente, un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, potrà apportare numerose modifiche e varianti all’apparecchio elettrico per generare un flusso di aria calda sopra descritto, tutte peraltro contenute nell'ambito di protezione dell'invenzione quale definito dalle seguenti rivendicazioni.

Così, ad esempio, il numero di resistenze elettriche e di corrispondenti termostati può anche differire dai tre considerati nell’esempio di figura.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchio elettrico per generare un flusso di aria calda comprendente un corpo di contenimento all’interno del quale sono accolti mezzi di riscaldamento elettrico (R) per generare il calore necessario a scaldare un flusso d’aria, in cui: - detti mezzi di riscaldamento elettrico comprendendo una pluralità di resistenze elettriche (R) alimentate elettricamente in parallelo fra loro a partire da un punto comune (P) di alimentazione elettrica e - a detti mezzi di riscaldamento elettrico (R) sono associati mezzi (T) di controllo della temperatura per interrompere l’alimentazione di energia elettrica a detti mezzi di riscaldamento elettrico (R) al raggiungimento di un prefissato valore di temperatura di intervento, caratterizzato da fatto che detti mezzi (T) di controllo della temperatura comprendono una pluralità di elementi (T) di controllo della temperatura associati a detta pluralità di resistenze elettriche (R) per interrompere l’alimentazione di energia elettrica a detta pluralità di resistenze elettriche (R) al raggiungimento di detto prefissato valore di temperatura di intervento.
2. 2. Apparecchio elettrico in accordo con la rivendicazione 1, in cui a ciascuna resistenza elettrica (R) di detta pluralità di resistenze elettriche (R) à ̈ associato un rispettivo elemento (T) di controllo della temperatura, cosicché l’alimentazione elettrica di ciascuna resistenza elettrica (R) à ̈ asservita allo stato di funzionamento del rispettivo elemento di controllo della temperatura, in modo indipendente dall’alimentazione elettrica dalle altre resistenze (R).
3. 3. Apparecchio elettrico in accordo con la rivendicazione 1 o 2, in cui detti elementi (T) di controllo della temperatura sono termostati (T) associati a detta pluralità di resistenze elettriche (R) per interrompere l’alimentazione di energia elettrica a detta pluralità di resistenze elettriche (R) al raggiungimento di detto prefissato valore di temperatura di intervento del termostato.
4. 4. Apparecchio elettrico in accordo con la rivendicazione 3, in cui detti termostati (T) sono in parallelo elettrico fra loro.
5. 5. Apparecchio elettrico in accordo con la rivendicazione 3 o 4, in cui ciascuna resistenza elettrica (R) di detta pluralità di resistenze elettriche (R) à ̈ alimentata attraverso un rispettivo termostato (T).
6. 6. Apparecchio elettrico in accordo con la rivendicazione 5, in cui fra detto punto comune (P) di alimentazione elettrica di detta pluralità di resistenze elettriche (R) e ciascuna rispettiva resistenza elettrica (R) à ̈ interposto un rispettivo termostato (T).
7. 7. Apparecchio elettrico in accordo con una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 6, in cui almeno due elementi (T) di controllo della temperatura sono tarati per interrompere l’alimentazione di energia elettrica alle rispettive resistenze elettriche (R) al raggiungimento di differenti prefissati valori di temperatura di intervento.
8. 8. Apparecchio elettrico in accordo con la rivendicazione 7, in cui detti differenti prefissati valori di temperatura di intervento di detti elementi di controllo della temperatura (T) differiscono fra loro per non più del 22%, preferibilmente per non più del 16%, del valore del massimo prefissato valore di temperatura di intervento rilevabile fra detti prefissati valori di temperatura di intervento dei differenti elementi di controllo della temperatura (T).
9. 9. Apparecchio elettrico in accordo con una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 8, in cui dette resistenze elettriche (R) comprendono un elemento tubolare formato da un filamento di materiale resistivo avvolto in modo elicoidale.
10. 10. Apparecchio elettrico in accordo con una qualunque delle rivendicazioni da 3 a 6, in cui detti termostati (T) sono scelti dal gruppo comprendente termostati a rilevamento ad aria, a contatto, a bulbo, a termocoppia, magnetici o elettronici.
11. 11. Apparecchio elettrico in accordo con una qualunque delle rivendicazioni da 3 a 6, in cui ciascun termostato (T) à ̈ posizionato nell’immediata prossimità della rispettiva resistenza elettrica (R).
12. 12. Metodo per controllare il funzionamento di un apparecchio elettrico per generare un flusso di aria calda comprendente una pluralità di resistenze elettriche (R) idonee a generare il calore necessario per scaldare un flusso d’aria, comprendente le fasi di - disporre le resistenze di detta pluralità di resistenze secondo uno schema elettrico in parallelo; - predisporre per ciascuna resistenza elettrica (R) un rispettivo elemento (T) di controllo della temperatura impostato per interrompere l’alimentazione di energia elettrica alla rispettiva resistenza elettrica (R) al raggiungimento di un prefissato valore di temperatura di intervento e - interrompere l’alimentazione di energia elettrica di una specifica resistenza elettrica (R) al raggiungimento del suddetto prefissato valore di temperatura di intervento impostato nello specifico elemento di controllo della temperatura associato a detta specifica resistenza elettrica (R).
13. 13. Metodo in accordo con la rivendicazione 12, in cui detto apparecchio elettrico per generare un flusso di aria calda à ̈ un apparecchio elettrico per generare un flusso di aria calda in accordo con una qualunque delle rivendicazioni da 1 a 11.