ITRM20100580A1 - Cavo scaldante elettrico - Google Patents

Description

TITOLO: “Cavo scaldante elettrico

Campo dell’invenzione

La presente invenzione si riferisce ad un cavo scaldante elettrico, impiegato ad esempio per il riscaldamento di parti di elettrodomestici, di apparecchiature industriali, di pavimenti, di tubazioni ed in generale in qualunque applicazione in cui si debba riscaldare un fluido direttamente o indirettamente.

Stato della tecnica

Un cavo scaldante elettrico convenzionale è costituito da un anima centrale in materiale isolante elettrico dotato di una certa resistenza meccanica, sulla quale è avvolto a spirale un filo elettrico resistivo di sezione circolare.

Sull’anima centrale con il filo resistivo avvolto, sono rivestiti almeno con uno strato di isolamento elettrico.

Il cavo scaldante ottenuto, dunque, risulta sufficientemente flessibile per poter essere impiegato in diverse applicazioni, tra cui in apparecchiature elettrodomestiche, impianti ed apparecchi industriali e nell’edilizia e termoidraulica. A seconda degli impieghi possono essere previsti più d’uno strato isolante elettrico. AN’aumentare della sezione del cavo scaldante, si riduce, a parità di materiali impiegati, la flessibilità del cavo. Conseguenza di ciò è una limitazione di impiego del cavo scaldante.

Sommario dell’invenzione

Scopo della presente invenzione è quello di fornire un cavo scaldante elettrico di sezione ridotta atto a risolvere il suddetto problema, pur restando invariate le sue proprietà di isolamento.

E’ oggetto della presente invenzione un cavo scaldante elettrico, conformemente alla rivendicazione 1.

Un principale vantaggio della presente invenzione è quello di ridurre la porzione anulare della sezione trasversale del cavo scaldante occupata dal filo elettrico resisitivo. Ciò comporta di poter ridurre la sezione trasversale complessiva del cavo scaldante dando l’opportunità di compensare tale riduzione con soluzioni tecniche descritte di seguito.

Le rivendicazioni dipendenti descrivono realizzazioni preferite dell’invenzione, formando parte integrante della presente descrizione.

Breve descrizione delle Figure

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, di un cavo scaldante elettrico, illustrato a titolo esemplificativo e non limitativo, con l’ausilio delle unite tavole di disegno in cui:

la Fig. 1 rappresenta una vista longitudinale a parti asportate di un cavo scaldante conforme con la presente invenzione,

la Fig. 2 rappresenta una sezione trasversale del cavo di figura 1 ,

la Fig. 3 rappresenta una vista assonometria del cavo scaldante di figura 1 , la Fig. 4 rappresenta una variante del cavo di figura 1 ,

la Fig. 5 rappresenta una sezione trasversale di un componente del cavo delle figure precedenti.

Gli stessi numeri e le stesse lettere di riferimento nelle figure identificano gli stessi elementi o componenti.

Descrizione in dettaglio di una forma di realizzazione preferita dell’invenzione Un cavo scaldane conforme con la presente in menzione comprende un’anima centrale 1 di sezione circolare, elettricamente isolante, e sviluppatesi lungo un asse longitudinale Y comune al cavo scaldante. Sull’anima centrale 1 è avvolto un filo elettrico resistivo 2 a formare una spirale lungo l’asse Y. Almeno una guaina isolante 3 riveste l’anima centrale 1 col relativo filo elettrico resistivo 2.

La presente invenzione prevede che la sezione del filo elettrico resistivo 2 è di forma schiacciata, preferibilmente rettangolare ed in particolare, si prevede che il lato lungo del rettangolo sia a contatto con l’anima centrale 1 , cioè tangente alla circonferenza definita dalla sezione dell’anima centrale 1.

Ciò comporta che il lato corto del filo elettrico resistivo 2 è allineato radialmente rispetto alla sezione dell’anima centrale 1, limitandosi la sezione complessiva dell'insieme anima centrale 1 - filo elettrico resistivo 2.

Affinché restino invariate le proprietà elettriche del filo elettrico resistivo si può prevedere che la sua sezione resti invariata. Come sarà più chiaro in seguito, anche a parità della superficie della sezione il rendimento termico della presente invenzione risulta migliorato.

Ciò comporta che a parità di caratteristiche elettriche e di dimensione della sezione del cavo scaldante, possa essere predisposta una guaina isolante 3 di maggior spessore oppure due guaine, comportando un maggior grado di isolamento e di sicurezza elettrica del cavo ottenuto ed una sua soddisfacente flessibilità.

Secondo un’altra variante della presente invenzione, un cavo scaldante, con particolare riferimento alla figura 4, comprende un’anima centrale 1 , su cui è avvolto a spirale un primo filo elettrico resistivo 2, sul quale è disposta una prima guaina isolante 3 sulla quale è avvolto a spirale un secondo filo elettrico resistivo 4, che preferibilmente ha una sezione avente anch’essa una forma schiacciata. A isolamento del cavo scaldante ottenuto è disposta una seconda guaina isolante 5 che avvolge il cavo assicurando un predefinito grado di isolamento.

Vantaggiosamente, il fatto di aver ridotto lo spessore radiale occupato dal filo elettrico resistivo 2, consente

di aumentare lo spessore della guaina isolante 3, oppure 3 e 5, pur rimanendo invariata la sezione del cavo rispetto ad un cavo noto,

di rivestire il cavo isolante di una ulteriore guaina pur rimanendo invariata la sezione complessiva del cavo scaldante rispetto ad un cavo scaldante noto, di rivestire la guaina isolante 3 con un ulteriore filo elettrico resistivo 2 e con una ulteriore guaina isolante 5 pur potendo rimanere invariata la sezione del cavo rispetto ad un cavo noto a singolo filo elettrico resistivo, con indubbi vantaggi in termini di rapporto sezione/potenza,

di aumentare la flessibilità del cavo riscaldante per via di una ridotta sezione complessiva, pur restando invariati gli spessori delle parti isolanti, cioè anima centrale 1 e guaina isolante 3.

Secondo un altro aspetto dell’invenzione, una sezione geometrica differente da una sezione circolare, a parità di superficie, presenta un perimetro maggiore della sezione circolare. Ciò comporta che a parità di caratteristiche elettriche del filo elettrico resistivo, lo scambio termico risulta migliorato per un aumentata superficie di scambio dello stesso filo elettrico resistivo. Un vantaggio derivato da tale miglioramento dello scambio termico risiede nel fatto che il filo resistivo raggiunge temperature meno elevate aumentando la sua durata di servizio e soprattutto evitando condizioni di cosiddetti “hotspot” termici, facilitando una distribuzione più uniforme della temperatura. Una ulteriore conseguenza di tale maggiore uniformità di riscaldamento comporta di poter incrementare la potenza specifica sul filo elettrico resistivo.

Secondo un ulteriore aspetto dell'invenzione, la riduzione di sezione complessiva del cavo scaldante per via della sezione rettangolare del filo elettrico resistivo può essere compensata, almeno parzialmente, da un aumento della sezione dello stesso filo elettrico resisitivo con un ulteriore incremento della potenza del cavo scaldante ed un incremento della resistenza meccanica del filo resistivo.

Un ulteriore vantaggio consta nel fatto che l’aumentata superficie del filo elettrico resistivo comporta una minore caduta di tensione nei punti di realizzazione delle connessioni elettriche di alimentazione del cavo scaldante, con una riduzione di eventuali sovratemperature locali.

In figura 5 è riportato un esempio di sezione rettangolare del filo resistivo, in cui si vede che il lato S1 è più piccolo del lato D1. Una forma genericamente schiacciata presenta una prima dimensione maggiore rispetto ad un’altra dimensione perpendicolare alla prima. Altre forme schiacciate possono essere un ellissoide, un ovale, un cerchio schiacciato, etc..

Dunque, il concetto inventivo risulta invariato se la sezione del filo elettrico resistivo piuttosto che rettangolare assume una forma genericamente schiacciata che tende a ridurre il suo ingombro in senso radiale quando il filo elettrico resistivo 2 è avvolto a spirale su un’anima centrale 1 e conseguentemente ad aumentare il suo ingombro tangenzialmente rispetto all’anima centrale 1.

In altri termini tale sezione del filo elettrico resistivo ha una dimensione maggiore rispetto ad una rispettiva direzione coordinata e la dimensione minore, per esempio S1 , con riferimento alla figura 5, è disposta radialmente rispetto alla sezione del cavo scaldante.

Il tecnico del ramo può autonomamente scegliere i materiali più opportuni per la realizzazione del cavo scaldante, sebbene si preferisca che l’anima centrale 1 sia realizzata in filato di vetro, poliestere, rayon, kevlar e materiali similari; il filo elettrico resistivo 2 sia realizzato in lega metallica Ni-Cr o Cu-Ni o Fe-Cr-AI, e materiali similari; la guaina isolante 3 sia realizzata da un composto a base di PVC o silicone o poliolefine o resine fluoro carboniche e materiali similari.

Gli elementi e le caratteristiche illustrate nelle diverse forme di realizzazione preferite possono essere combinate tra loro senza peraltro uscire daN’ambito di protezione della presente domanda.

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1. Cavo scaldante elettrico comprendente un’anima centrale (1) avente un asse longitudinale (Y), un primo filo elettrico resistivo (2), avvolto su detta anima centrale (1) così da definire una prima spirale caratterizzato dal fatto che detto filo elettrico resistivo (2) ha una sezione schiacciata comprendente una prima dimensione (D1) ed una seconda dimensione (S1) minore di detta prima dimensione (D1), rispettivamente secondo assi perpendicolari tra loro, e dal fatto che detta seconda dimensione (S1) è disposta radialmente rispetto all’asse (Y) dell’anima.
2. 2. Cavo secondo la rivendicazione 1 , ulteriormente comprendente una prima guaina isolante (3) di rivestimento della prima spirale.
3. 3. Cavo secondo la rivendicazione 2, ulteriormente comprendente un secondo filo elettrico resistivo (4), avvolto su detta prima guaina isolante (3) così da definire una seconda spirale.
4. 4. Cavo secondo la rivendicazione 3, in cui detto secondo filo elettrico resistivo (4), ha un’altra forma schiacciata, similmente a detto primo filo elettrico resistivo (2), in cui una dimensione minore della rispettiva sezione è disposta radialmente rispetto all’asse (Y) dell’anima.
5. 5. Cavo secondo la rivendicazione 3 o 4, ulteriormente comprendente una seconda guaina isolante (5) di rivestimento della seconda spirale.
6. 6. Cavo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui detta sezione schiacciata è definita da un rettangolo o da un ellissoide o da un ovale.