ITRM20120607A1 - Riscaldatore per flusso di aria - Google Patents

Description

TITOLO: Riscaldatore per flusso di aria

Campo dell’invenzione

La presente invenzione si riferisce ad una resistenza riscaldante utilizzata, ad esempio, nei riscaldatori per asciugabiancheria nei quali à ̈ necessario produrre un

flusso di aria calda.

Stato della tecnica

Riscaldatori per scaldare un flusso di aria sono usati tra l’altro in apparecchi di uso

domestico, quali asciugabiancheria. Un riscaldatore generalmente comprende una pluralità di fili resistivi spiralizzati longitudinalmente lungo i loro supporti disposti

paralleli l’uno agli altri, vedi Fig.1. Allo stato attuale la tecnologia esistente prevede

l’impiego di fili resistivi avvolti a spirale e sostenuti da supporti isolanti in opportuno

materiale per esempio in mica o ceramica. Tali supporti generalmente hanno uno sviluppo planare perpendicolare agli assi di sviluppo dei detti avvolgimenti. Il filamento resistivo viene collegato elettricamente ai connettori alloggiati in un apposito blocchetto isolante tramite cablaggi opportunamente aggraffati. Tra le connessioni esterne ed il filamento resistivo interno viene nella maggior parte dei casi connesso in serie un termostato di sicurezza. L’insieme degli avvolgimenti e

dei supporti associati à ̈ alloggiato in un opportuno contenitore, generalmente in

forma di parallelepipedo privato di due delle pareti opposte parallele agli assi di sviluppo degli avvolgimenti per il passaggio del flusso di aria. La Fig. 1, secondo lo stato dell’arte, rappresenta un riscaldatore 100 per un flusso d’aria che comprende una pluralità di fili resistivi 5 avvolti su supporti isolanti longitudinali 4 sostenuti a

loro volta da altri sostegni isolanti 7 generalmente in ceramica e perpendicolari a questi, un contenitore 3, un termostato 18, un termistore 19, il cablaggio di collegamento 9, un connettore elettrico 22, sostegni isolanti in mica 21. Per supporti isolanti “piatti†si intende un supporto tridimensionale in cui una delle

dimensioni à ̈ trascurabile relativamente alle altre due. La pubblicazione

brevettuale DE1615246 descrive, Figg. 2-4, un elemento riscaldante dove i fili resistivi 5 vengono avvolti su supporti in mica di forma piatta 4. A causa della combinazione di sollecitazioni termiche e microclimatiche, il supporto isolante 4, secondo la soluzione della pubblicazione DE1615246, tende nel lungo periodo a deformarsi per l’effetto combinato delle sollecitazioni sopraddette. Tale

deformazione porta nel tempo a concentrazioni di temperatura nonché riduzione

delle distanze elettriche di sicurezza. In Fig. 5 viene mostrata una fotografia delle deformazione subite da un elemento resistivo dello stato dell’arte, e nella Fig. 6

viene riportato uno studio delle deformazioni locali subite dall’elemento di supporto

dell’avvolgimento che come si vede risulta in una marcata bombatura

dell’elemento stesso. Questo fenomeno à ̈ dovuto anche al fatto che il flusso d’aria

che investe l’elemento non à ̈ omogeneo. Per contrastare tale fenomeno

occorrerebbe che la distribuzione della potenza compensi detta disomogeneità:

ove il flusso d’aria à ̈ inferiore, inferiore dovrà essere la potenza al fine di evitare

concentrazioni di calore. A causa dell’architettura del prodotto spiralato, non à ̈

possibile in modo conveniente e pratico, dosare la potenza come sarebbe desiderato. Infine vi sono problemi anche legati al montaggio della soluzione spiralata che prevede l’utilizzo di tondini metallici sottili 2, Fig. 7, che vanno infilati

in appositi fori dei sostegni isolanti in mica difficili da manipolare in quanto molto piccoli, nonché difficili da infilare nelle corrispondenti miche. E' quindi sentita

l'esigenza di realizzare un elemento riscaldante avvolto a spirale su di un elemento isolante di sostegno che consenta di superare i suddetti inconvenienti. Sommario dell’invenzione

Scopo primario della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un elemento

riscaldante da impiegare in apparecchi di uso domestico quali, ad esempio, gli asciugabiancheria, che sia in grado di eliminare il fenomeno della bombatura. Un altro scopo dell’invenzione à ̈ quello di realizzare un elemento riscaldante che sia in

grado di realizzare una distribuzione non uniforme del dosaggio di potenza onde poter contrastare la non uniforme distribuzione del flusso d'aria che investe l’elemento. Ulteriore scopo dell’invenzione à ̈ quello di realizzare un riscaldatore

che sia facile e pratico da montare. La presente invenzione, pertanto, si propone di raggiungere gli scopi sopra discussi realizzando un dispositivo per il riscaldamento di un flusso di aria per apparecchi di uso domestico che, conformemente alla rivendicazione 1, comprende almeno un elemento riscaldante provvisto di un supporto tridimensionale isolante in cui il valore dello spessore à ̈

molto più piccolo rispetto al valore della lunghezza A ed a quello della larghezza

B, e di un filo resistivo avvolto a spirale su detto supporto in modo da definire sostanzialmente un avvolgimento piatto, dispositivo caratterizzato dal fatto che il rapporto B/A fra la larghezza B e la lunghezza A del supporto isolante (4) Ã ̈

inferiore a 1/4 . Vantaggiosamente il passo delle spire non à ̈ uniforme, in modo

che anche la potenza irradiata sia variabile localmente per ovviare alla non uniformità del flusso di aria. Vantaggiosamente il supporto isolante

dell’avvolgimento prevede degli elementi di scarico posti longitudinalmente per

contrastare dette deformazioni. 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 dispositivo illustrato, a titolo esemplificativo e non limitativo, con l’ausilio delle unite tavole di disegno in cui:

la Fig.1 rappresenta rappresenta un riscaldatore dello stato dell’arte;

la Fig.2 rappresenta un elemento riscaldante secondo lo stato dell’arte;

la Fig. 3 rappresenta un filo resistivo avvolto in spirale su di un elemento di supporto secondo lo stato dell’arte, visto di lato;

la Fig. 4 rappresenta un filo resistivo avvolto in spirale su di un elemento di supporto secondo lo stato dell’arte, visto dall’alto;

la Fig. 5 rappresenta una fotografia che mostra le deformazioni subite dal supporto isolante dovute al riscaldamento;

la Fig. 6 rappresenta uno studio sulle deformazioni locali di un supporto isolante dovute alla disomogeneita’ del flusso di aria che investe l’elemento riscaldante;

la Fig. 7 rappresenta un particolare del montaggio di un riscaldatore dello stato dell’arte;

la Fig. 8 rappresenta un elemento di supporto dell’avvolgimento resistivo secondo

l’invenzione;

la Fig. 9 rappresenta un particolare dell’avvolgimento del filo resistivo secondo

l’invenzione;

la Fig.10A-B rappresenta un particolare della disposizione topologica di due elementi riscaldanti in accordo alla presente invenzione;

la Fig.11A-B rappresenta gli elementi di montaggio e supporto verticali degli elementi riscaldanti;

la Fig.12 rappresenta il riscaldatore 100 completo;

la Fig.13A-C rappresenta un particolare costruttivo ed una sequenza di montaggio del contenitore realizzato secondo l’invenzione;

la Fig. 14 il sistema di connessione dei fili resistivi ai cavi di alimentazione in corrente;

la Fig.15 rappresenta un particolare delle connessioni elettriche.

Gli stessi numeri di riferimento nelle figure identificano gli stessi elementi o componenti.

Descrizione in dettaglio di una forma di realizzazione preferita dell’invenzione

Con riferimento alla Figure 8 Ã ̈ rappresentata una forma di realizzazione di un

supporto isolante in mica secondo l’invenzione indicato con il riferimento numerico

4. Il supporto isolante 4 in mica ha una forma piatta rettangolare con un rapporto B/A fra la larghezza e la lunghezza tipicamente inferiore a 1 / 4, inoltre nella parte centrale del supporto 4 sono presenti opportune zone scaricate 1 che riducono il fenomeno della “bombatura†. Prove sperimentali hanno dimostrato che in

presenza di un supporto in mica continuo, ovvero non scaricato, il fenomeno della bombatura à ̈ molto più marcato. E’ stato altresì verificato sperimentalmente che

utilizzando supporti in mica con un rapporto B/A inferiore a 1 / 4, il fenomeno della bombatura scompare. L’operazione di avvolgitura à ̈ facilmente eseguibile

mediante macchinari di tipo automatico. Per contrastare il fenomeno della disuniformità di temperatura lungo l’elemento isolante 4 dovuta al fatto che il flusso

d’aria che entra nel dispositivo riscaldante non à ̈ omogeneo, la soluzione tecnica

secondo l’invenzione prevede l’utilizzo di un passo di avvolgitura del filamento

resistivo sul supporto in mica variabile. La Fig. 9 rappresenta questo tipo di soluzione dove le spire 5-1 hanno una distanza l’una dall’altra più grande delle

distanza tra loro delle spire 5-2. Attraverso questa modalità realizzativa à ̈

possibile, mediante un semplice set-up dell’impianto di avvolgitura, ottenere una diversa distribuzione del filamento resistivo 5 sul supporto in mica 4, che si traduce in una opportuna dosatura della potenza in funzione della ventilazione locale. Un ulteriore miglioramento nella distribuzione termica del filamento resistivo si ottiene attraverso un opportuno sfasamento nel posizionamento verticale degli elementi riscaldanti. La Fig.10 A rappresenta la disposizione lungo un piano trasversale rispetto alla direzione orizzontale del flusso d’aria di due

coppie di elementi riscaldanti secondo lo stato dell’arte, mentre in figura 10B à ̈

rappresentata la disposizione sfalsata degli stessi elementi secondo la presente invenzione. Gli elementi resistivi sono sostenuti da elementi isolanti verticali 7, Figg.11A-B. Gli elementi isolanti verticali 7 si inseriscono nei supporti isolanti 4 degli avvolgimenti 5 mediante un semplice meccanismo and incastro, Fig. 11A . La Fig.11B mostra il sistema montato pronto ad essere inserito nel contenitore 3, mostrato in Fig.12. In Fig.13 A-C Ã ̈ rappresentato un esempio di contenitore 3 per

l’alloggiamento dei diversi elementi riscaldanti ovvero i vari supporti isolanti in

mica 4 con i loro rispettivi avvolgimenti 5, e le successive fasi di montaggio. Il contenitore 3 ha la forma di un parallelepipedo rettangolo formato da un fondo 23, due pareti laterali 24 opposte l’una all’altra, mentre le altre due pareti laterali sono

mancanti per l’entrata e l’uscita dell’aria, infine da un coperchio asportabile 25

parallelo al fondo. Per il montaggio à ̈ previsto l’impiego di sistemi a baionetta-

sottosquadra come illustrato nella sequenza delle figure 13 A-C. Le pareti laterali 24 sono provviste di elementi verticali sporgenti 26 in corrispondenza di fessure e rientranze formate sul coperchio 25 cui vanno ad ancorarsi saldamente mediante un movimento verticale,Fig.13A, ed uno orizzontale, Fig.13C, del coperchio 29 stesso. Anche gli elementi isolanti verticali 7 data la loro particolare sagomatura, vanno ad incastrarsi mediante un sistema a baionetta-sottosquadra sul coperchio 25 del contenitore 3, come illustrato nella stessa sequenza 13 A-C. Per facilitare il processo di assiemaggio à ̈ previsto un opportuno sistema di connessioni elettriche

ed una particolare sagomature degli elementi di supporto orizzontatale in mica 5 onde facilitare l’inserimento degli elementi di sostegno verticale 7. In fig.14 à ̈

rappresentato un esempio di sostegno isolante orizzontale 5 dell’avvolgimento del

filo resistivo 4 secondo l’invenzione. Nella figura si può notare la forma particolare

30 della parte centrale e finale del supporto 5 per facilitare l’inserimento dei

supporti verticali 7. Il collegamento elettrico, onde facilitare il montaggio, à ̈ costituito da fascette 31 per il collegamento fra gli elementi riscaldanti e fra questi e l’alimentazione esterna. Il filo resistivo 5 viene collegato direttamente alla fascetta 31 che a sua volta viene connessa al cavo di alimentazione 32 che termina con un'asola 33. I questo modo il filo resistivo à ̈ collegato direttamente ai

cavi di alimentazione senza la necessità di un ulteriore dispendioso, in termini temporali, cablaggio. La fig. 15 mostra un particolare di questo collegamento. L’invenzione non à ̈ limitata all’uso in asiugabiancheria domestici, ma può essere impiegata in ogni tipo di apparecchiatura in cui sia necessario riscaldare un flusso di aria. Gli elementi e le caratteristiche illustrate nelle varie realizzazioni possono essere combinati rimanendo dentro lo scopo di protezione della presente invenzione.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo (100) per il riscaldamento di un flusso di aria per apparecchi di uso domestico, comprendente almeno un elemento riscaldante provvisto di un supporto tridimensionale isolante (4) in cui il valore dello spessore à ̈ trascurabile rispetto al valore della lunghezza A ed a quello della larghezza B, e di un filo resistivo (5) avvolto a spirale su detto supporto in modo da definire sostanzialmente un avvolgimento piatto, dispositivo caratterizzato dal fatto che il rapporto B/A fra la larghezza B e la lunghezza A del supporto isolante (4) à ̈ inferiore a 1/4.
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui lungo la lunghezza A del supporto isolante (4) sono inseriti elementi (1) di scarico delle tensioni provocate dal riscaldamento di detto supporto.
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui il passo della spirale del filo resistivo (5) Ã ̈ variabile.
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui gli elementi riscaldanti sono inseriti in un contenitore (3) dotato di un'entrata e di un'uscita per il flusso di aria.
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, in cui gli elementi riscaldanti sono disposti con il proprio asse longitudinale sostanzialmente parallelo all’entrata ed all’uscita del contenitore (3) e con il piano rappresentato dalle due dimensioni maggiori A e B disposto trasversalmente al piano dell’uscita del contenitore (3).
6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, comprendente almeno una coppia di detti elementi riscaldanti distanziati lungo la propria larghezza e disposti su due piani sfalsati paralleli al piano rappresentato dalle due dimensioni maggiori del supporto isolante (4).
7. 7. Dispositivo secondo le rivendicazioni precedenti, in cui il supporto isolante (4) Ã ̈ in mica.