ITMI942532A1

ITMI942532A1 - Dispositivo temoaccoppiatore

Info

Publication number: ITMI942532A1
Application number: IT94MI002532A
Authority: IT
Inventors: Takahashi Sadamu; Ito Yoshiyasu; Hotta Shozo; Morii Haruyuki; Tamada Yoshitaka; Inagaki Kenichi
Original assignee: Rinnai Kk
Priority date: 1993-12-17
Filing date: 1994-12-15
Publication date: 1996-06-15
Also published as: KR950021823A; TW403271U; ES2103667A1; CN1039938C; JP2728359B2; CN1114744A; IT1271282B; KR0155402B1; ES2103667B1; JPH07174641A; ITMI942532A0

Abstract

In un dispositivo termoaccoppiatore, un elettrodo esterno tipo guscio è costituito da un primo materiale termoaccoppiatore, ed è incappucciato fissamente su una estremità anteriore di un tubo adduttore. Un elettrodo interno è costituito da un secondo materiale termoaccoppiatore, una estremità del quale saldata ad una estremità superiore di una parete interna dell'elettrodo esterno. Una estremità inferiore dell'elettrodo esterno è adattata attorno all'estremità anteriore del tubo adduttore per collegarli termicamente assieme in corrispondenza di una interfaccia tra essi mediante saldatura a lega.

Description

Descrizione di un'invenzione avente per titolo:

"DISPOSITIVO TERMOACCOPPIATORE"

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un dispositivo termoaccoppiatore in cui un elettrodo interno di tipo lineare è disposto all'interno di un elettrodo esterno tipo guscio.

In un dispositivo alimentato a gas combustibile come una cucina economica a gas o simili, un elemento o dispositivo termoaccoppiatore è stato impiegato come uno strumento per la rivelazione di difetti di fiamma o accensione, avente velocità di risposta e durata superiori . Questo tipo di elemento o dispositivo termoaccoppiatore include solitamente un elettrodo esterno sagomato a cono la cui estremità inferiore è collegata termicamente ad una estremità superiore di un tubo adduttore mediante saldatura a lega. All'interno dell'elettrodo esterno è previsto un elettrodo interno la cui estremità superiore è saldata ad una parete superiore interna dell'elettrodo esterno.

In questo caso, l'estremità inferiore dell’elettrodo esterno è interaccoppiata in una porzione a diametro ingrandito prevista in corrispondenza di una parete interna del tubo adduttore per collegare termicamente un'interfaccia tra essi mediante saldatura a lega come illustrato nella Gazzetta Ufficiale delle Domande di brevetto pubblicate giapponesi No. 3-69029.

Nel realizzare l'elettrodo esterno che è posto in contatto con fiamme per servire da sensore di temperatura, Inconel (Marchio di fabbrica) è stato impiegato come un metallo relativamente economico avente superiore resistenza al calore e alla erosione, mentre il tubo adduttore è fatto di un metallo economico come ottone elettricamente conduttore o simili.

Per soddisfare questi requisiti, è desiderabile minimizzare la dimensione in lunghezza dell'elettrodo esterno in modo da ridurre il valore della sua resistenza interna e al tempo stesso in modo da poter agevolmente lavorare la sua configurazione o sagoma. E' pure desiderabile che il tubo adduttore abbia superiore resistenza alla corrosione ad alta temperatura, e sia sostanzialmente privo di materiali corrosivi, tenuto conto del fatto che il tubo adduttore è sempre esposto a fiamme durante l'uso.

Perciò, uno scopo dell'invenzione è quello di fornire un dispositivo termoaccoppiatore che sia in grado di impedire materiali corrosivi di penetrare nell'interno di esso, minimizzando al tempo stesso le dimensioni dell'elettrodo esterno così da poter facilmente lavorare quest'ultimo alla sua sagoma desiderata. Ciò evita apparentemente il fatto che materiali corrosivi possano aderire ad una parete interna del tubo adduttore, e ridurre il valore della resistenza interna dell'elettrodo esterno, generando così una sufficiente intensità di corrente da applicare ad un elettromagnete nel dispositivo termoaccoppiatore, in cui l'elettrodo interno lineare è disposto all'interno dell'elettrodo esterno tipo guscio.

Secondo l'invenzione, è fornito un dispositivo termoaccoppiatore comprendente: un tubo adduttore formante un primo adduttore del dispositivo termoaccoppiatore; un elettrodo esterno tipo guscio costituito da un primo materiale termoaccoppiatore, e' incappucciato fissamente su una estremità anteriore del tipo adduttore; un elettrodo interno costituito da un secondo materiale termoaccoppiatore una estremità del quale è saldata ad una estremità superiore di una parete interna dell'elettrodo esterno; e una estremità inferiore dell'elettrodo esterno essendo adattata attorno alla estremità anteriore del tubo adduttore per collegarle termicamente assieme in corrispondenza di una interfaccia tra esse mediante saldatura a lega.

Sempre secondo l'invenzione, l'estremità anteriore del tubo adduttore è sagomata con una configurazione a gradino così da presentare una porzione di diametro-ridotto, mentre l'estremità inferiore dell'elettrodo esterno ha una tacca o protuberanza .

sempre secondo l'invenzione, è' fornito un procedimento per fabbricare un dispositivo termoaccoppiatore comprendente le fasi di: preparare un tubo adduttore, una estremità superiore del quale è sagomata con una configurazione a gradino così da presentare una porzione di diametro ridotto; fornire un elettrodo esterno sagomato a cono costituito da un primo materiale termoaccoppiatore, una estremità superiore del quale ha una porzione tubolare strozzata; adattare una estremità inferiore dell'elettrodo esterno attorno alla porzione di diametro ridotto del tubo adduttore per collegarle termicamente assieme in corrispondenza di una interfaccia tra esse mediante saldatura a lega; e fornire un elettrodo interno fatto di un secondo materiale termoaccoppiatore, una estremità superiore del quale passa attraverso il tubo adduttore in modo da essere adattata all'interno della porzione tubolare strozzata dell'elettrodo esterno, e collegare termicamente una estremità superiore dell'elettrodo interno ad una estremità superiore della porzione tubolare strozzata mediante saldatura.

Sempre secondo l'invenzione, l'estremità superiore dell'elettrodo interno è leggermente retratta dalla estremità superiore della porzione tubolare strozzata dell'elettrodo esterno in seguito a collegamento termico della estremità superiore dell'elettrodo interno alla estremità superiore della porzione tubolare strozzata mediante saldatura TIG.

Con l'estremità inferiore dell'elettrodo esterno adattata attorno alla circonferenza esterna dell'estremità superiore del tubo adduttore mediante saldatura a lega, la porzione superiore dell'elettrodo esterno è esposta ad una atmosfera ambiente, cioè alla presenza di fiamme in modo da formare una porzione a sensore efficace, ciò rende possibile realizzare un dispositivo termoaccoppiatore con un elettrodo esterno minimo, e al tempo stesso rendendo agevole la lavorazione dell'elettrodo esterno. L'elettrodo esterno di dimensioni minime contribuisce a ridurre il materiale così da ridurre il costo di fabbricazione e ridurre la dimensione in lunghezza dell'elettrodo esterno così da ridurre a vicenda il suo valore di resistenza interna per ottenere una sufficiente intensità di corrente dal presente dispositivo termoaccoppiatore .

Con la tacca o protuberanza prevista sull'estremità inferiore dell'elettrodo esterno, è possibile far penetrare dolcemente la lega di saldatura nella interfaccia tra l'estremità superiore dell'elettrodo interno e l'estremità superiore della porzione tubolare strozzata, ciò rende possibile facilitare l'operazione di saldatura a lega e elettrosaldatura in modo da migliorare la produttività.

Con estremità superiore dell'elettrodo interno retratta leggermente dalla estremità superiore della porzione tubolare strozzata dell'elettrodo esterno, è possibile coprire completamente la porzione di rilevazione di temperatura retratta mediante l'estremità superiore della porzione tubolare strozzata dopo aver completato l'operazione di elettrosaldatura. Ciò rende possibile migliorare sostanzialmente la durata proteggendo la porzione di rilevazione di temperatura con l'elettrodo esterno resistente al calore e alla corrosione senza esposizione all'esterno dell'elettrodo esterno.

Questi e ulteriori scopi e vantaggi dell'invenzione risulteranno evidenti con riferimento alla descrizione seguente, alle rivendicazioni accluse e ai disegni.

Nei disegni:

La figura 1 è una vista in sezione longitudinale di un dispositivo termoaccoppiatore secondo una forma di realizzazione dell'invenzione;

La figura 2 è una vista in sezione longitudinale di un rivelatore di difetto di fiamma o accensione;

Le figure 3a, 3b e 3c sono viste prospettiche e illustranti una sequenza di fasi di fabbricazione; e

Le figure 4a e 4b sono viste prospettiche illustranti un'altra sequenza di fasi di fabbricazione.

Facendo riferimento alla figura 1, che illustra un rivelatore 100 di difetto di fiamma per una cucina economica a gas, il rivelatore 100 di difetto di fiamma include un dispositivo termoaccoppiatore 1, una presa o uscita 2 di connessione per un dispositivo di controllo o comando, e un filo conduttore 3 che collega il dispositivo termoaccoppiatore 1 alla presa 2. Il dispositivo termoaccoppiatore 1 ha un tubo adduttore 4 che forma un primo adduttore o conduttore del dispositivo termoaccoppiatore come è illustrato in figura 2. Attorno ad una estremità superiore del tubo adduttore 4, è adattata una estremità inferiore di un elettrodo esterno 5 sagomato a cono la cui estremità superiore ha una porzione tubolare strozzata o ristretta 54. L’elettrodo esterno 5 è fatto di Inconel 600 (Marchio di fabbrica) in qualità di un primo materiale termoaccoppiatore. All'interno l'elettrodo esterno conico 5, una estremità superiore di un elettrodo interno 6 di tipo lineare è saldata ad una estremità superiore di una parete interna dell'elettrodo esterno 5. L'elettrodo interno 6 è fatto di Costantan (Marchio di fabbrica) in qualità di secondo materiale termoaccoppiatore .

Il filo conduttore 3 include un filo esterno 31 e un filo interno 33. Il filo esterno 31 è costituito da un filo di rame tenero per impiego elettrico, ed è saldato ad una estremità inferiore del tubo adduttore 4. Il filo interno 33 è fatto di un filo stratificato di rame-fluororesina ricoperto mediante un tubicino 32 di vetro verniciato, e saldato ad una estremità inferiore dell'elettrodo interno 6. Una estremità inferiore del filo esterno 31 è collegata ad un terminale o morsetto positivo 21 della presa 2, e il filo interno 33 passa attraverso il tubo adduttore 4 per essere introdotto posteriormente ed essendo così collegato ad un terminale negativo 22 della presa 2. Nel realizzare i fili 31, 33, è impiegata una struttura composita rivestita in cui un nucleo interno è rivestito mediante rame metallico. In questo caso, il filo interno 33 può essere realizzato sottoponendo il filo di rame morbido ad un trattamento di rivestimento.

L'estremità superiore del tubo adduttore 4 è sagomata con configurazione a gradino per presentare una porzione 41 di diametro ridotto, attorno alla quale è adattata l'estremità inferiore 51 dell'elettrodo esterno 5. L'estremità inferiore 51 dell'elettrodo esterno 5 è collegata termicamente alla porzione 41 di diametro ridotto del tubo adduttore 4 in corrispondenza di una interfaccia tra esse mediante saldatura a lega come indicato tramite il numero 7. In corrispondenza della estremità inferiore 51 dell'elettrodo esterno 5, sono previste una o più tacche 52 in modo tale che il materiale di saldatura a lega fuso può penetrare dolcemente nella interfaccia tra l'estremità inferiore 51 dell'elettrodo esterno 5 e la porzione di diametro-ridotto 41 del tubo adduttore 4 nell'attuare l'operazione di saldatura a lega come è mostrato nelle figure 3a e 3b. Si osserverà che una protuberanza 53 può essere prevista al posto della tacca 52 come è mostrato in figura 3b.

In corrispondenza della porzione intermedia dell'elettrodo esterno 5, vi è l'elettrodo interno 6 che è saldato ad una estremità superiore del filo interno 33 in modo da costituire una connessione fredda 11.

Nel rivelatore 100 di difetto di fiamma, l'elettrodo esterno 5 del dispositivo termoaccoppiatore 1 è sempre posizionato in modo da trovarsi in contatto con le fiamme (F) della cucina economica a gas quando questa è impiegata. In questa situazione, è possibile ridurre la quantità di Inconel 600 impiegata, che è una materia prima dell'elettrodo esterno 5. Poiché la dimensione longitudinale o di lunghezza dell'elettrodo esterno 5 risulta ridotta, la materia prima è facilmente trafilata per fornire l'elettrodo esterno 5 e in tal modo ciò risultando vantaggioso per la produzione in massa dell'elettrodo esterno 5.

Facendo riferimento alle figure 3a - 3c, 4a e 4b, sarà qui di seguito descritto un procedimento per la fabbricazione del dispositivo termoaccoppiatore 1:

Il tubo adduttore di ottone 4 è posizionato assialmente, l'estremità superiore di esso avendo la porzione 41 di diametro ridotto come è mostrato in figura 3a. Dopo aver realizzato l'elettrodo esterno 5, l'elettrodo sagomato a cono 5 (a forma di proiettile) viene formato tagliando tubo di Inconel 600 o mediante trafilatura di un materiale lastriforme. L'elettrodo esterno 5 è ulteriormente trafilato o stirato per presentare la porzione tubolare strozzata 54 in corrispondenza della estremità superiore dell'elettrodo 5. Al tempo stesso, le tacche 52 o le protuberanze 53 sono formate nella estremità inferiore 51 dell'elettrodo 5. Quindi, l'estremità inferiore 51 dell'elettrodo esterno 5 è disposto attorno alla porzione 4 di diametro ridotto del tubo adduttore 4. Una lega di saldatura d'argento è applicata all'interfaccia tra l'estremità inferiore 51 dell'elettrodo esterno 5 e la porzione di diametro ridotto 4 del tubo adduttore 4 come è mostrato in figura 3b.

Come è illustrato in figura 4a, un assemblaggio a saldatura è ottenuto saldando l'estremità superiore del filo interno 33 alla estremità inferiore dell'elettrodo interno 6 la cui porzione superiore è diametralmente ridotta. Il complesso saldato viene inserito nell'elettrodo esterno 5 con l'estremità superiore 6a dell'elettrodo interno 6 leggermente retratta dalla estremità superiore 54a della porzione tubolare strozzata 54. In tale condizione, l'estremità superiore 6a dell'elettrodo interno 6 è collegata termicamente all'estremità superiore 54a della porzione tubolare strozzata 54 mediante saldatura TIG (Tungsteno Gas Inerte) come è mostrato in figura 4b. Successivamente, il filo esterno 31 viene saldato ad una superficie esterna del tubo adduttore 4, e ciascuna estremità inferiore dei fili 31, 33 è collegata alla presa 2.

Si deve notare che Inconel 600 è impiegato per l'elettrodo esterno 5, grazie alla sua eccellente resistenza al calore e alla corrosione ad alta temperatura, mentre l'economica Constantan è impiegata per l'elettrodo interno 6, essendo tuttavia possibile impiegare materiali diversi da Inconel 600 e Costantan.

Si deve tenere presente che al posto della saldatura TIG, saldatura a laser, a plasma o a raggi di elettroni può essere impiegata per il collegamento termico della estremità superiore 6a dell'elettrodo interno 6 alla estremità superiore 54a della porzione tubolare strozzata 54.

Benché l'invenzione sia stata descritta facendo riferimento a sue forme di realizzazione specifiche, si comprenderà che la presente descrizione non deve essere considerata in senso limitativo poiché varie modifiche e aggiunte alle forme di realizzazione specifiche possono essere attuate dagli esperti del ramo senza allontanarsi dallo spirito e ambito protettivo dell'invenzione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo termoaccoppiatore comprendente: un tubo adduttore formante un primo adduttore del dispositivo termoaccoppiatore; un elettrodo esterno tipo guscio costituito da un primo materiale termoaccoppiatore, e incappucciato fissamente su una estremità anteriore del tubo adduttore; un elettrodo interno costituito da un secondo materiale termoaccoppiatore, una estremità del quale è saldata ad una estremità superiore di una parete interna dell'elettrodo esterno; e una estremità inferiore dell'elettrodo esterno essendo adattata attorno alla estremità anteriore del tubo adduttore per collegarle termicamente assieme in corrispondenza di una interfaccia tra esse mediante saldatura a lega.
2. Dispositivo termoaccoppiatore secondo la rivendicazione 1, in cui l'estremità anteriore del tubo adduttore è sagomata con una configurazione a gradino per presentare una porzione di diametro ridotto, mentre l'estremità inferiore dell'elettrodo esterno ha una tacca o una protuberanza.
3. Procedimento per fabbricare un dispositivo termoaccoppiatore comprendente le fasi di: preparare un tubo adduttore, l'estremità superiore del quale è sagomata con una configurazione a gradino per presentare una porzione di diametro ridotto; fornire un elettrodo esterno di forma conica costituito da un primo materiale termoaccoppiatore, l'estremità superiore di esso avendo una porzione tubolare strozzata; adattare l'estremità inferiore dell'elettrodo esterno attorno alla porzione di diametro ridotto del tubo adduttore per collegarle termicamente assieme in corrispondenza di una interfaccia tra esse mediante saldatura a lega; e fornire un elettrodo interno costituito da un secondo materiale termoaccoppiatore la cui estremità superiore passa attraverso il tubo adduttore in modo da adattarsi all'interno della porzione tubolare strozzata dell'elettrodo esterno, e collegare termicamente l'estremità superiore dell'elettrodo interno alla estremità superiore della porzione tubolare strozzata mediante elettrosaldatura .
4. Procedimento per la fabbricazione di un dispositivo termoaccoppiatore secondo la rivendicazione 3, in cui l'estremità superiore dell'elettrodo interno è leggermente retratta dalla estremità superiore della porzione tubolare strozzata dell'elettrodo esterno in seguito al collegamento termico della estremità superiore dell'elettrodo interno alla estermità superiore della porzione tubolare strozzata mediante saldatura TIG.