ITRM20090221A1 - Riscaldatore elettrico per asciugabiancheria - Google Patents

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Roberto Colombo
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Description

RISCALDATORE ELETTRICO PER ASCIUGABIANCHERIA
***** ***** *****
Campo dell’invenzione
La presente invenzione si riferisce ad un riscaldatore elettrico utilizzato in dispositivi asciuga biancheria.
Stato della tecnica
Sono noti diversi riscaldatori elettrici utilizzati nei dispositivi asciugabiancheria. Alcuni riscaldatori elettrici noti hanno almeno un filo metallico a forma di bobina, ad esempio avvolto ad elica, montato su una struttura di supporto.
Sebbene tali riscaldatori elettrici con filo metallico a forma di bobina sono comunemente utilizzati nei dispositivi asciugabiancheria, essi presentano alcuni svantaggi.
Un primo svantaggio à ̈ rappresentato dal fatto che per fornire una sufficiente potenza scaldante, per esempio più di 5 kW, sono necessari riscaldatori di grandi dimensioni.
Un secondo svantaggio à ̈ rappresentato dal fatto che il flusso d’aria passante attraverso i fili metallici a forma di bobina può causare vibrazioni nei fili e, pertanto, un fastidioso rumore durante il funzionamento.
Un ulteriore svantaggio à ̈ dovuto al fatto che i fili di riscaldamento a forma di bobina tendono ad incurvarsi, sotto l’effetto della temperatura e quello del proprio peso.
E' quindi sentita l'esigenza di realizzare un riscaldatore elettrico per asciugabiancheria che consenta di superare i suddetti inconvenienti.
Sommario dell’invenzione
Scopo primario della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un riscaldatore elettrico per asciuga biancheria che consenta di superare in modo semplice e funzionale gli inconvenienti sopra menzionati. Tale riscaldatore prevede una struttura compatta costituita da almeno un elemento resistivo con sezione circolare e piegato a “zig-zag†, supportato da una struttura multistrato in materiale isolante.
Un altro scopo dell’invenzione à ̈ quello di realizzare un riscaldatore elettrico che semplifichi l’applicazione all’apparecchiatura di utilizzo e al contempo garantisca un elevato livello di sicurezza contro i cortocircuiti in caso di rottura del filamento e/o la deformazione del filo che si ha quando lo stesso viene sottoposto a temperature di esercizio elevate e abbia una minore propensione al deposito di polvere sull’elemento riscaldante.
La presente invenzione, pertanto, si propone di raggiungere gli scopi sopra discussi realizzando un riscaldatore elettrico per dispositivi asciuga biancheria che, conformemente alla rivendicazione 1, comprende almeno un elemento resistivo, una struttura di supporto per supportare detto almeno un elemento resistivo, in cui detto almeno un elemento resistivo comprende un filamento a sezione circolare piegato in modo da definire due serie di spire aventi una forma ad “U†piana, una prima serie di spire essendo disposta su un primo piano trasversale alla struttura di supporto e una seconda serie di spire essendo disposta su un secondo piano trasversale alla struttura di supporto e sostanzialmente parallelo al primo piano, il filamento essendo piegato in corrispondenza di detta struttura di supporto in modo tale che ad una spira su detto primo piano segua una spira su detto secondo piano.
La struttura di supporto à ̈ formata da uno o più strati in materiale isolante ed à ̈ conformata in maniera tale da consentire il fissaggio dell’elemento o degli elementi resistivi. Nella variante della struttura di supporto a più strati, questi sono sostanzialmente di forma simile e disposti in modo sovrapposto.
La struttura di supporto può essere costituita in un solo elemento o in alternativa in senso perimetrale costituita da più segmenti retti o curvati. In questo secondo caso ciascun segmento à ̈ fissato solidalmente ad una altro segmento adiacente. Una forma di realizzazione alternativa del riscaldatore prevede un unico elemento di supporto sul quale à ̈ fissata una pluralità di segmenti.
Vantaggiosamente, secondo il riscaldatore della presente invenzione, non sono più necessarie grandi dimensioni per ottenere elevate potenze riscaldanti. Inoltre, la particolare forma dell’elemento resistivo riduce le vibrazioni trasmesse all’apparecchiatura e, di conseguenza, il rumore percepito dall’utilizzatore.
Una forma alternativa di realizzazione dell’invenzione prevede la possibilità di inserire più elementi resistivi sulla struttura, in modo di poter parzializzare la potenza totale con il conseguente risparmio energetico nel caso di carichi non completi di biancheria nell’asciugatore o necessitare di temperature dell’aria riscaldata più basse, in funzione del tipo di materiali da asciugare.
Una ulteriore forma alternativa di realizzazione dell’invenzione prevede la possibilità di posizionare gli elementi resistivi verso un lato ottimale, ad esempio solo dal lato interno o solo dal lato esterno o da entrambi i lati, rispetto alla struttura formata dalle parti piane di supporto del riscaldatore, adeguando il riscaldatore stesso alle specifiche esigenze dell’apparecchiatura.
Ad esempio, una prima forma di realizzazione prevede un solo elemento resistivo disposto esternamente o internamente alla struttura di supporto. Una seconda forma di realizzazione prevede, invece, che la struttura di supporto sia disposta centralmente all’elemento resistivo in maniera tale che una parte di quest’ultimo sia disposta esternamente alla struttura di supporto ed una altra parte dell’elemento resistivo sia disposta internamente a detta struttura di supporto. Altre varianti possono essere ottenute prevedendo la possibilità di variare la geometria finale del riscaldatore utilizzando una singola struttura di supporto con il vantaggio di poter usare la stessa resistenza su apparecchiature diverse in dimensione, evitando in tal modo costi per attrezzature specifiche.
Le rivendicazioni dipendenti descrivono forme di realizzazione preferite dell’invenzione.
Breve descrizione delle figure
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, di un riscaldatore elettrico illustrato, a titolo esemplificativo e non limitativo, con l’ausilio delle unite tavole di disegno in cui: la Fig. 1 rappresenta una vista schematica in pianta di un riscaldatore elettrico secondo l’invenzione;
la Fig. 2 rappresenta una sezione trasversale di un segmento del riscaldatore elettrico di Fig.1;
la Fig. 3 rappresenta una vista ingrandita del dettaglio E del riscaldatore elettrico di Fig.1;
la Fig. 4 rappresenta una vista schematica e parziale di un elemento resistivo in una fase di realizzazione intermedia destinato ad essere inserito sulla struttura del riscaldatore elettrico di Fig.1;
la Fig.5 rappresenta una vista lungo la freccia L della Fig.7 dell’elemento resistivo piegato nella sua forma finale in una fase di realizzazione successiva a quella della Fig. 4;
la Fig. 6 rappresenta una vista lungo la freccia V della Fig. 5 dell’elemento resistivo;
la Fig. 7 rappresenta una vista lungo la freccia H della Fig. 5 dell’elemento resistivo;
la Fig. 8 à ̈ una vista lungo la freccia H della Fig. 5 dell’elemento resistivo corrispondente a quella della Fig. 7 quando montato su una parte di supporto della struttura del riscaldatore elettrico secondo l’invenzione;
la Fig.9 à ̈ una vista lungo la freccia Y della Fig.10 di un dettaglio ingrandito di una seconda variante di realizzazione dell’elemento resistivo montato su una parte di supporto della struttura del riscaldatore elettrico secondo l’invenzione;
la Fig. 10 Ã ̈ una vista ingrandita lungo la freccia Z del dettaglio del riscaldatore elettrico della Fig.9;
la Fig. 11 à ̈ una vista ingrandita del dettaglio F di una ulteriore forma di realizzazione del riscaldatore dell’invenzione della Fig.12;
la Fig. 12 illustra una vista laterale di una ulteriore forma di realizzazione del riscaldatore elettrico conforme all’invenzione.
Descrizione in dettaglio di forme di realizzazione preferite dell’invenzione
Con riferimento ora alle Figure viene rappresentato in esse una forma di realizzazione preferita di un riscaldatore elettrico, globalmente indicato con il riferimento numerico 1, ed utilizzabile in particolare nei dispositivi asciuga biancheria.
Il riscaldatore 1 della presente invenzione, comprende almeno uno o più elementi resistivi 8, denominati semplicemente anche resistenze, disposto in una struttura di supporto 6 del riscaldatore 1 (meglio illustrato in appresso).
Secondo la forma di realizzazione illustrata, la struttura di supporto 6 à ̈ costituita da una pluralità di parti piane o segmenti 6’ di varie forme, per es. a settore circolare o più in generale curvo, oppure a segmento retto, ciascuno dei quali essendo interconnessa con le parti piane 6’ adiacenti. L’assieme delle parti piane 6’ costituenti la struttura di supporto 6 di forma opportuna à ̈ atto ad essere inserito in un corrispondente alloggiamento previsto nell’asciugabiancheria. La fig. 1 illustra il riscaldatore di forma circolare perché risultante dall’assemblaggio di segmenti 6’ di forma a settore circolare.
Come appare in Fig. 1, la struttura di supporto 6 presenta una parte senza filo resistivo 60 allo scopo di poter accedere alle interconnessioni elettriche, ai terminali degli elementi riscaldanti, ed alla alimentazione elettrica degli elementi riscaldanti 8.
Vantaggiosamente, i segmenti 6’ sono realizzati in un materiale isolante, ad elevata rigidità dielettrica ed eccellente stabilità chimica, preferibilmente mica. Altri materiali isolanti utilizzabili possono essere materiali ceramici, come steatite, o cordieriti.
Come illustrato nella variante in Fig. 2, ciascuna parte 6’ à ̈ formata da due strati 61, 64 in materiale dielettrico/isolante idoneo, quale mica o altro materiale equivalente.
Come illustrato in figura 3, lo strato 64 presenta una pluralità di luci 62 atte ad accogliere e a supportare una rispettiva pluralità di spire dell’elemento resistivo 8, o di una pluralità di elementi resistivi disposti concentricamente o parallelamente l’uno all’altro.
La disposizione à ̈ tale per cui i due strati di mica 61, 64 sono disposti sostanzialmente adiacenti, in maniera tale da trattenere tra di essi parti di estremità delle spire dell’elemento resistivo 8.
Nella variante della Fig. 2 à ̈ previsto un ulteriore supporto 65, di forma simile agli strati 61, 64 che à ̈ disposto in una posizione distale dai due strati 61, 64 in maniera tale da creare un ulteriore supporto all’elemento resistivo 8 e permettere inoltre di creare un condotto 63 di passaggio dell’aria tra i due strati 64 e 65 per migliorare il rendimento termico del riscaldatore ulteriormente.
Come à ̈ illustrato nelle figure, la struttura 6 si ottiene assemblando in maniera interconnessa la molteplicità di segmenti 6’ ed interconnettendo la rispettiva molteplicità di elementi riscaldanti 8, nella variante in cui la resistenza à ̈ composta da segmenti separati uniti tra loro. In questo modo si genera una superficie sormontata dalla o dalle resistenze 8 piegate a forma di meandri o di zig-zag che durante il funzionamento sono lambite dall’aria da riscaldare, facendola passare mediante circolazione forzata attraverso il riscaldatore 1. La temperatura di progetto del riscaldatore elettrico 1 in condizione di regime à ̈ ad esempio di 400°C e l’aria si riscalda rapidamente consentendo di asciugare la biancheria posta nel vano dell’elettrodomestico.
Con riferimento ora alla Fig. 4 vi à ̈ illustrata una fase di realizzazione intermedia della resistenza 8, in cui il filo giace su un piano coincidente con il piano della figura e viene piegato a zig-zag mantenendolo su tale piano. La fase successiva di realizzazione della resistenza 8 prevede la piegatura di tutti i tratti laterali 80 del zig-zag di 90° intorno alla retta C nel verso rivolto verso l’osservatore della figura. La stessa operazione di piegatura à ̈ realizzata sui tratti laterali 80’ del zig-zag nel senso di una rotazione intorno alla retta D verso l’osservatore della figura 4. La conformazione finale assunta dalla resistenza 8, vista di lato, in questo caso à ̈ quella illustrata dalla fig.5.
Come à ̈ possibile notare, con particolare riferimento alle varie viste delle Fig. 6 ,7 e 8 l’elemento resistivo 8 à ̈ costituito da un filamento di sezione circolare presentante una molteplicità di tratti di spire 80, 80’, 81, 83, ed in cui le spire si trovano affiancate in una posizione sostanzialmente parallela o leggermente inclinata. Più precisamente tali spire del filamento che costituiscono l’elemento resistivo 8 presentano ciascuna una conformazione sostanzialmente a “U†piana sia in vista laterale lungo la freccia H che in vista in pianta lungo la freccia V, ovvero con un tratto di estremità 81 di spira di minor lunghezza la quale à ̈ retta, la cui lunghezza abbiamo indicato con h, e che à ̈ disposta sostanzialmente ortogonale ai tratti 80 e 80’ di spira di maggior lunghezza.
In tal modo grazie a questa particolare forma della resistenza 8, con un solo filo resistivo si riesce a realizzare un elemento scaldante in grado di trasmettere in modo ottimale il calore all’aria che fluisce tra i zig-zag, poiché i tratti di spira 80, 80’ possono essere distribuiti in modo molto più fitto. Inoltre la fabbricazione della resistenza 8 à ̈ molto più facilitata dalla particolare sezione del filo resistivo e della particolare forma delle piegature.
Vantaggiosamente, grazie alla particolare conformazione delle spire, ciascun apice o tratto di estremità 81, 83 di spira, essendo costituito sostanzialmente da tratti retti, può essere alloggiato tra i due strati 61 e 64 della struttura 6 ed ivi trattenuto, realizzando così il bloccaggio dell’elemento resistivo 8.
Bisogna qui fare notare che grazie alla forma delle resistenze o elementi di riscaldamento 8, nonché grazie al fatto che tratti di spira 81 sono connessi tra due strati 61 e 64 della struttura di supporto 6, e sono mantenuti distanziati tra loro da detti stessi due strati 61, 64, l’incurvamento della resistenza 8 ed i cortocircuiti, anche nel caso di rottura della resistenza, vengono evitati. La disposizione delle resistenze conforme all’invenzione permette una elevata potenza riscaldante anche a forti flussi d’aria con solo minime vibrazioni prodotte.
Una ulteriore forma di realizzazione del riscaldatore elettrico dell’invenzione à ̈ illustrata nella Fig. 9, in cui gli strati 61 e 64 fissano una resistenza 8’ di forma differente dalla resistenza 8 della variante sopra descritta. In questo caso à ̈ possibile definire la resistenza come a forma di S, quando viene osservata in una vista laterale come quella della Fig. 9. In questa ulteriore variante la resistenza 8’ à ̈ piegata a zig-zag, con ciascun tratto di estremità alternativamente disposto al disopra e al disotto dei due strati 61 e 64.
In questa variante risulta chiaro che anche lo strato 61 deve essere provvisto di fori per permettere il passaggio della parte di resistenza 8’ dalla parte opposta allo strato 64. Questa particolare forma di piegatura prevede che, alternativamente ad una piegatura del tipo sopra descritto sporgente dalla parte esterna allo strato 61, per cui sporgono le porzioni di estremità 83 e i tratti rettilinei 87 delle spire, la piegatura successiva, dopo un tratto centrale 81 serrato tra gli strati 61 e 64, sporge dalla parte esterna dello strato 64 per cui i tratti rettilinei 86 della spira e la porzione di estremità 88 sporgono oltre lo strato 61. Successivamente si ridispone la piegatura successiva della resistenza 8’ in modo similare a quello precedente. La fig. 10, vista lungo la freccia Z della Fig. 9, illustra schematicamente le parti della resistenza 8’ che sporgono fuori dallo strato 64, disegnati con linea continua, e le parti che sono dalla parte opposta allo strato 64 che sono disegnati invece con linea tratteggiata.
Similarmente alla variante illustrata prima nella Fig. 2, anche in questa variante delle Fig.9 e 10 à ̈ possibile aggiungere un ulteriore strato isolante ad una distanza dallo strato 64 oppure dallo strato 61 così da rinforzare ulteriormente il riscaldatore e di creare un canale di passaggio dell’aria tra gli strati di isolante.
Anche se non illustrati nelle figure, gli strati 61, 64, 65 di mica possono essere tenuti solidali tra loro mediante rivetti o altri idonei mezzi di fissaggio. Gli strati di mica 61, 64, 65 forniscono l’isolamento elettrico ed evitano che le resistenze 8 e 8’ vengano a contatto tra loro o con parti dell’elettrodomestico dopo l’installazione del riscaldatore dell’invenzione.
Vantaggiosamente, questa configurazione delle resistenze 8 e 8’, disposte su piani sostanzialmente perpendicolari al supporto 6 e sostanzialmente parallele al fondo, consente di offrire la minor resistenza possibile al flusso d’aria ottimizzando la resa termica e la perdita di carico.
Ad esempio, gli elementi resistivi 8 possono presentare un diametro di 0.95 mm, preferibilmente compreso tra 0.7 e 1.5 mm, e possono essere realizzati in materiali quali, ad esempio, leghe resistive FeCrAl – FeNiCr o comunque leghe idonee all’impiego richiesto.
Per la particolare semplicità di realizzazione della resistenza 8 e 8’ à ̈ possibile anche prevedere una variante conforme all’invenzione del riscaldatore elettrico 1’ illustrata dalla Fig. 12 e dalla Fig. 11 che mostra un ingrandimento del dettaglio F, in cui gli strati 61’ e 64’ sono costituiti in segmenti piatti e formano una struttura tubolare prismatica di lunghezza assiale predeterminata e dipendente dal numero di resistenze utilizzate nel riscaldatore 1’. Le spire della resistenza scaldante sono in questo caso dirette in direzione sostanzialmente radiale e perpendicolare all’asse del tubo. Possono essere rivolte sia verso l’interno che verso l’esterno del tubo prismatico oppure in entrambe le direzioni interna ed esterna (non illustrata).

Claims (9)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Riscaldatore elettrico per dispositivi asciuga biancheria comprendente: - almeno un elemento resistivo (8), - una struttura di supporto (6) per supportare detto almeno un elemento resistivo (8), in cui detto almeno un elemento resistivo (8) comprende un filamento a sezione circolare piegato in modo da definire due serie di spire (80, 80’) aventi una forma ad “U†piana, una prima serie di spire (80) essendo disposta su un primo piano trasversale alla struttura di supporto (6) e una seconda serie di spire (80’) essendo disposta su un secondo piano trasversale alla struttura di supporto (6) e sostanzialmente parallelo al primo piano, il filamento essendo piegato in corrispondenza di detta struttura di supporto in modo tale che ad una spira su detto primo piano segua una spira su detto secondo piano.
  2. 2. Riscaldatore secondo la rivendicazione 1, in cui la struttura di supporto (6) Ã ̈ formata da almeno due strati sovrapposti (61, 64) in materiale isolante.
  3. 3. Riscaldatore secondo la rivendicazione 2, in cui uno di detti almeno due strati (61, 64) presenta una pluralità di luci (62) atte ad accogliere e a supportare una rispettiva pluralità di spire (80, 80’, 81, 83) dell’elemento resistivo (8).
  4. 4. Riscaldatore secondo la rivendicazione 2, in cui ciascuno di detti almeno due strati (61, 64) presenta una pluralità di luci (62) atte ad accogliere e a supportare una rispettiva pluralità di spire (80, 80’, 81, 83, 86, 87, 88) dell’elemento resistivo (8).
  5. 5. Riscaldatore secondo la rivendicazione 3 o 4, in cui gli almeno due strati (61, 64) fissano tra di essi detto elemento resistivo (8) in corrispondenza di una sua regione centrale (81).
  6. 6. Riscaldatore secondo la rivendicazione 5, in cui la struttura di supporto (6) comprende un terzo strato (65) di materiale isolante disposto in una posizione distale dai due strati (61, 64) per supportare detto elemento resistivo (8) e realizzare un condotto (63) di passaggio dell’aria.
  7. 7. Riscaldatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui sono previsti più elementi resistivi.
  8. 8. Riscaldatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 7, in cui ciascuno strato (61, 64, 65) Ã ̈ realizzato in un materiale scelto nel gruppo che comprende mica, steatite, cordieriti, o simili.
  9. 9. Riscaldatore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui ciascun elemento resistivo (8) à ̈ realizzato in un materiale scelto nel gruppo che comprende leghe resistive FeCrAl – FeNiCr o simili.
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