ITMI20140353U1 - Riscaldatore a cartuccia per radiatore elettrico - Google Patents
Riscaldatore a cartuccia per radiatore elettricoInfo
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Description
Descrizione di una domanda di brevetto per modello di utilità
DESCRIZIONE
Il presente trovato si riferisce ad un riscaldatore a cartuccia per radiatore elettrico ad acqua o ad olio o fluido termovettore con funzioni simili, particolarmente un riscaldatore a cartuccia a potenza costante.
Secondo la tecnica nota un riscaldatore a cartuccia a potenza costante in genere comprende un involucro cilindrico esterno in acciaio al cui interno è previsto un circuito resistivo annegato in un isolante elettrico primario, tipicamente polvere compressa di ossido di Magnesio.
Per creare un isolamento elettrico secondario si posiziona coassialmente nell’involucro un ulteriore tubo cilindrico in acciaio che definisce con l’involucro esterno una intercapedine riempita con un isolante elettrico secondario, tipicamente ancora polvere compressa di ossido di Magnesio.
Un siffatto riscaldatore a cartuccia, pur assolvendo in modo efficiente la funzione a cui è preposto, lamenta un inconveniente legato al suo ingombro in senso radiale.
Quanto più si tende a compattare in senso radiale il riscaldatore a cartuccia, tanto più complicato risulta il suo processo di assemblaggio che prevede un complesso sistema di centraggio dei componenti durante il riempimento dell’involucro con la sabbia di ossido di Magnesio.
Il compito che si propone il presente trovato è, pertanto, quello di eliminare gli inconvenienti lamentati della tecnica nota, realizzando un riscaldatore a cartuccia per radiatore elettrico che consenta di eliminare gli inconvenienti della tecnica nota.
Nell’ambito di questo compito uno scopo del trovato è quello di realizzare un riscaldatore a cartuccia a doppio isolamento elettrico per radiatore elettrico, che risulti robusto, compatto, altamente efficiente ed estremamente facile da assemblare.
Il compito nonché questi ed altri scopi, secondo il presente trovato vengono raggiunti realizzando un riscaldatore a cartuccia per radiatore elettrico caratterizzato dal fatto di comprendere un involucro al cui interno è disposto un circuito resistivo comprendente un filo resistivo spiralato, un isolante elettrico primario comprendente un materiale riempitivo in cui è annegato detto circuito resistivo, un sensore di temperatura, ed un isolante elettrico secondario comprendente almeno un foglio flessibile di mica interposto tra l’involucro ed il materiale riempitivo.
La mica è un minerale formato da silicati di alluminio e metalli alcalini (potassio, sodio e litio), a cui si aggiungono talvolta metalli bivalenti, quali il magnesio e il ferro; talora sono pure presenti il fluoro e l'idrogeno (acido).
Vantaggiosamente di tutte le varietà di fogli flessibili di mica per l’isolante elettrico secondario sono stati selezionati quelli di muscovite, o mica potassica, e di flogopite, o mica magnesiaca. Entrambi le varietà di fogli flessibili sono caratterizzate dall’avere ottime capacità di resistenza alle alte temperature unitamente a elevati valori di rigidità dielettrica. Possono lavorare a temperature superiori ai 900 °C
L’isolante elettrico secondario in mica, vantaggiosamente previsto con uno spessore di foglio molto sottile compreso tra 0,1 mm e 0.25 mm, presenta valori di rigidità dielettrici superiori a 1750 Volt ac.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione dettagliata del riscaldatore a cartuccia per radiatore elettrico secondo il trovato, illustrata a titolo indicativo nelle figure allegate, in cui:
la figura 1 mostra una sezione longitudinale del riscaldatore da cartuccia; e
la figura 2 mostra una sezione trasversale del riscaldatore a cartuccia lungo il piano A-A di figura 1.
Con riferimento alle figure citate, viene mostrato un riscaldatore a cartuccia, particolarmente un riscaldatore elettrico ad immersione a doppio isolamento elettrico per radiatori elettrici ad olio o ad acqua o a fluido termovettore con funzioni simili, indicato complessivamente con il numero di riferimento 1.
Il riscaldatore a cartuccia 1 comprende un involucro 2 al cui interno è disposto un circuito resistivo comprendente un filo resistivo spiralato 3, un isolante elettrico primario comprendente un materiale riempitivo 4 in cui è annegato il circuito resistivo, un sensore di temperatura 5, ed un isolante elettrico secondario comprendente almeno un foglio flessibile 6 in mica interposto tra l’involucro 2 e l’isolante elettrico primario 4.
Vantaggiosamente l’isolante elettrico secondario comprende almeno un foglio flessibile 6 di una specifica mica selezionata tra muscovite o flogopite.
Il foglio flessibile 6 in flogopite o muscovite presenta spessore compreso tra 0,1 e 0.25 mm e assicura valori di rigidità dielettrica dell’isolamento secondario così realizzato non inferiori a 1750 Volt ac.
Ovviamente l’isolante elettrico secondario può essere composto da una pluralità di fogli flessibili 6 in mica, preferibilmente tutti dello stesso spessore e tipo di mica.
L’isolante elettrico primario comprende un materiale riempitivo 4 preferibilmente in ossido di magnesio.
In alcune applicazioni l’ossido di magnesio può essere sostituito da un materiale equivalente ad esempio un talco friabile a medio o elevato grado di compressione o da isolanti sinterizzati quali ad esempio steatite, allumina, cordierite o termoelettrico.
Anche il sensore di temperatura 5 è annegato nell’isolante elettrico primario.
Il sensore di temperatura 5 comprende un termistore NTC.
In alcune applicazioni il sensore di temperatura 5 può essere di altro tipo, ad esempio può comprendere una termocoppia, una termoresistenza o altro ancora.
Il sensore di temperatura 5 è configurato e disposto per rilevare la temperatura del fluido termovettore che circola all’interno del radiatore ed è collegato ad una elettronica di controllo esterna al riscaldatore 1.
L’elettronica di controllo esterna, a sua volta preferibilmente collegata anche ad una sonda di temperatura ambientale, è configurata per ricevere e confrontare i segnali di temperatura rilevata così da permettere una regolazione opportuna della temperatura ambientale.
Il filo resistivo spiralato 3 è in lega per alte temperature.
In particolare il filo resistivo spiralato 3 è in lega di NiCr o FeCrAl o simili.
Preferibilmente il filo resistivo spiralato 3 presenta un termo fusibile di sicurezza 7.
In alcune applicazione il sensore di temperatura 5 da solo o unitamente al termo fusibile 7 è previsto non essere annegato nel materiale riempitivo 4 in quanto isolato elettricamente da materiale distinto quale silicone, nylon o simile.
L’involucro esterno 2 invece è in acciaio, ad esempio in AISI 304. In taluni applicazioni l’involucro esterno può essere in materiale metallico differente dall’acciaio.
Dal punto di vista strutturale l’involucro esterno 2 ha la forma di un tubo cilindrico e comprende pertanto una parete laterale cilindrica 2a, un fondello metallico 2b ed un tappo 2c filettato che delimitano una camera chiusa di contenimento dell’isolante elettrico primario e secondario.
Nell’involucro 2, in posizione adiacente al lato interno del fondello 2b, sono previsti uno o più dischi 11 in materiale elettricamente isolante che chiudono interamente una sezione trasversale interna dell’involucro 2.
Tra il tappo 2c ed il materiale riempitivo 4 è interposta una guarnizione in materiale sigillante 8, ad esempio silicone.
Il tappo 2c presenta opportuna zona filettata 9 per il fissaggio del riscaldatore 1 nella sua sede di alloggiamento prevista nel radiatore.
L’isolante elettrico primario ha la forma di un cilindro coassiale all’involucro esterno 2.
Il filo resistivo spiralato 3 e l’isolante elettrico primario in cui è annegato il filo resistivo spiralato 3 si sviluppano per la maggior parte della lunghezza dell’involucro esterno 2.
Il filo resistivo spiralato 3 presenta in particolare due rami paralleli 3a che si sviluppano parallelamente all’asse dell’involucro 2.
Il termo fusibile 7 è integrato in un ponte di collegamento 3b tra i due rami 3a del filo resistivo spiralato 3.
Il ponte di collegamento 3b è protetto da una guaina in vetro silicone o materiale simile 12
I cavi di alimentazione 13 del filo resistivo spiralato 3 si sviluppano attraverso la guarnizione 8 ed attraverso il tappo 2c per fuoriuscire dall’estremità dell’involucro 2 dove è applicato il tappo 2c.
Dentro il tappo tra la guarnizione 8 e la zona delimitata dalla fuoriuscita dell’estremità dell’involucro 2 è presente un materiale sigillante riempitivo 17 ad esempio una resina epossidica o silicone o materiale simile.
I cavi di alimentazione 13 del filo resistivo spiralato 3 presentano un doppio isolamento elettrico creato da una guaina in silicone e PTFE o simile.
La zona di giunzione tra i rami 3a del filo resistivo spiralato 3 e i cavi di alimentazione 13 del filo resistivo spiralato 3 è protetta da guaine in vetro silicone o simile 14.
Il sensore di temperatura 5, protetto da apposita guaina 16 in vetro silicone o simile, è disposto in posizione prossimale ai dischi 11 e presenta dei perni metallici o fili metallici trecciati nudi 5a di collegamento a cavi di segnale 15.
I cavi di segnale 15 del sensore di temperatura 5 presentano un isolamento elettrico creato da una guaina in PTFE o simile.
Anche i cavi di segnale 15 del sensore di temperatura 5 si sviluppano attraverso la guarnizione 8 ed attraverso il tappo 2c per fuoriuscire dall’estremità dell’involucro 2 dove è applicato il tappo 2c.
Il foglio flessibile 6 ha la forma di un cilindro coassiale all’involucro 2.
Il foglio flessibile 6 estendendosi tra i dischi 11 ed il tappo 2c dell’involucro 2, riveste interamente la superficie laterale dell’isolante elettrico primario.
Il particolare il foglio flessibile 6 è a contatto diretto da un lato con la superficie laterale dell’isolante elettrico primario e dall’altro lato con la superficie laterale interna dell’involucro 2.
Il riscaldatore 1, grazie alla sua speciale costruzione, risulta particolarmente robusto e compatto e può fornire elevate prestazioni elettriche grazie anche alla previsione di uno speciale isolamento secondario.
Per di più il riscaldatore 1 può essere assemblato in modo estremamente semplice in quanto richiede solo un supporto localizzato facile da conseguire per il filo resistivo spiralato per il suo centraggio durante il riempimento per caduta gravitazionale e vibrazione del materiale riempitivo all’interno dell’involucro e successiva pressatura.
In pratica i materiali utilizzati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi a secondo delle esigenze e dello stato della tecnica.
Claims (15)
- RIVENDICAZIONI 1. Riscaldatore (1) a cartuccia per radiatore elettrico caratterizzato dal fatto di comprendere un involucro (2) al cui interno è disposto un circuito resistivo comprendente un filo resistivo spiralato (3), un isolante elettrico primario comprendente un materiale riempitivo (4) in cui è annegato detto circuito resistivo, un sensore di temperatura (5), ed un isolante elettrico secondario comprendente almeno un foglio flessibile (6) in mica interposto tra l’involucro (2) e l’isolante elettrico primario.
- 2. Riscaldatore (1) a cartuccia per radiatore elettrico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta mica è muscovite o flogopite.
- 3. Riscaldatore (1) a cartuccia per radiatore elettrico secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto isolante elettrico primario è in ossido di Magnesio.
- 4. Riscaldatore (1) a cartuccia per radiatore elettrico secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto sensore di temperatura (5) comprende un termistore NTC.
- 5. Riscaldatore (1) a cartuccia per radiatore elettrico secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto filo resistivo spiralato (3) è in lega per alte temperature.
- 6. Riscaldatore (1) a cartuccia per radiatore elettrico secondo una qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto filo resistivo spiralato (3) è in lega di NiCr o FeCrAl.
- 7. Riscaldatore (1) a cartuccia per radiatore elettrico secondo una qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto involucro (2) è in acciaio.
- 8. Riscaldatore (1) a cartuccia per radiatore elettrico secondo una qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto involucro (2) ha la forma di un tubo cilindrico.
- 9. Riscaldatore (1) a cartuccia per radiatore elettrico secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto isolante elettrico primario ha la forma di un cilindro coassiale a detto involucro (2).
- 10. Riscaldatore (1) a cartuccia per radiatore elettrico secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto filo resistivo spiralato (3) e detto isolante elettrico primario si sviluppano per almeno la maggior parte della lunghezza di detto involucro (2).
- 11. Riscaldatore (1) a cartuccia per radiatore elettrico secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto foglio flessibile (6) ha la forma di un cilindro coassiale a detto involucro (2).
- 12. Riscaldatore (1) a cartuccia per radiatore elettrico secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto foglio flessibile (6) in mica riveste interamente la superficie laterale di detto isolante elettrico primario.
- 13. Riscaldatore (1) a cartuccia per radiatore elettrico secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto foglio flessibile (6) in mica è a contatto diretto da un lato con la superficie laterale di detto isolante elettrico primario e dall’altro lato con la superficie laterale interna di detto involucro (2).
- 14. Riscaldatore (1) a cartuccia per radiatore elettrico secondo una qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto foglio flessibile (6) in mica presenta spessore compreso tra 0,1 e 0,25 mm e valore di rigidità dielettrica non inferiore a 1750 Volt ac.
- 15. Riscaldatore (1) a cartuccia per radiatore elettrico secondo una qualunque rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detto sensore di temperatura (5) è annegato in detto isolante elettrico primario.
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| FR3028708B3 (fr) | 2017-02-10 |
| FR3028708A3 (fr) | 2016-05-20 |
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