ITVE20000002U1 - Dispositivo riscaldante in particolare per lo scongelamento di celle frigorifere. - Google Patents

Description

Descrizione del modello di utilità

Il presente trovato riguarda dispositivi riscaldanti, in particolare per lo scongelamento rapido di celle frigorifere o simili che comprendono elementi resistivi da collegare ad una sorgente di alimentazione elettrica.

Le celle frigorifere sono dei vani sostanzialmente di forma parallelepipeda all’interno dei quali vengono sistemate delle serpentine di raffreddamento o evaporatrici, facenti parte di un impianto di raffreddamento, per abbassare la temperatura interna ai valori desiderati.

Tuttavia durante il normale funzionamento di una cella si forma sulle pareti interne della stessa uno strato di ghiaccio il cui spessore aumenta progressivamente riducendo nel contempo Γ efficienza dello scambio termico; per mantenere quindi costante la temperatura all’ interno della cella, rimpianto frigorifero, che viene controllato da un termostato, deve funzionare per un tempo maggiore.

Perciò sono stati sviluppati dei dispositivi di scongelamento che permettono di sciogliere il ghiaccio formatosi e raccoglierlo solitamente in bacinelle collocate nella zona sottostante la cella.

Un primo esempio di dispositivo è costituito da resistenze corazzate che consistono in fili elettrici avvolti attorno ad un adeguato supporto di materiale isolante, ad esempio poliestere, inseriti airintemo di guaine protettive in PVC (polivinile di cloruro) a loro volta inserite in tubi metallici. Tali resistenze vengono alloggiate nelle pareti di celle frigorifere accostandole alla serpentina di raffreddamento deirimpianto frigorifero. Collegando la resistenza corazzata ad una fonte di alimentazione elettrica il calore generato scioglie il ghiaccio e l’acqua formatasi si accumula nella bacinella di raccolta.

Tale sistema tuttavia presenta alcuni inconvenienti dovuti al fatto che il calore generato dagli elementi resistivi è localizzato e quindi mal si distribuisce su tutta la superficie interna della cella frigorifera. Conseguentemente si allunga il tempo necessario per il completo scioglimento del ghiaccio presente all’ interno della cella e aumenta il consumo di energia elettrica. Per ovviare a tale inconveniente si potrebbe aumentare il numero delle resistenze corazzate oppure la loro potenza, aumentando però i costi industriali, E’ necessario invece migliorare l’efficienza dello scambio di calore rendendo la distribuzione di calore la più uniforme possibile. Per realizzare quanto richiesto si ricorre ad elementi resistivi a pellicola, ossia elementi non più filiformi ma elementi in forma di foglio in grado di coprire in modo ottimale la superficie interna della cella frigorifera.

Elementi resistivi a pellicola sono descritti nella domanda italiana di brevetto per modello d’utilità n.MI98U000773 depositata il 27.11.1998. Ciascun elemento comprende una pluralità di fogli o lamine in materia plastica tra i quali mediante pennello, stampaggio o serigrafia viene deposto uno strato di inchiostro resistivo a strisce collegate tra loro da piste conduttrici realizzate anch’esse con le medesime tecniche di deposizione. Il collegamento elettrico tra le piste conduttrici di fogli differenti viene ottenuto mediante elementi metallici passanti che perforano i fogli.

In particolare l inchiostro resistivo ha caratteristiche elettriche di tipo PTC (positive temperature coefficient) in cui alTaumentare della temperatura il valore della resistenza elettrica aumenta, così da autolimitare l intensità della corrente elettrica evitando possibili surriscaldamenti.

I fogli vengono collocati nelle pareti cave della cella frigorifera, assieme alla serpentina evaporatrice, ed il tutto viene annegato in uno strato di schiuma che, solidificandosi, riempie le pareti della cella. Un simile dispositivo sebbene permetta di realizzare una distribuzione del calore ottimale presenta alcuni inconvenienti.

Innanzittutto la struttura laminare è una struttura che presenta una certa complessità in quanto costituita da più strati. Si pensi infatti che occorre dapprima predisporre uno strato di supporto di stampa in materia plastica che presenti sia caratteristiche di isolamento elettrico che caratteristiche meccaniche sul quale deve essere applicato con tecniche di deposizione uno strato di inchiostro resistivo, infine lo strato di inchiostro viene ricoperto da una lamina costituita da materiale isolante. Tutte queste fasi allungano i tempi di produzione nonché il costo finale del prodotto.

Un secondo inconveniente è dovuto al fatto che i fogli o le lamine che costituiscono gli elementi resistivi a pellicola presentano un unico isolamento elettrico che potrebbe non risultare sufficiente; si consideri inoltre che per collegare più fogli tra di loro vengono impiegati elementi metallici passanti che perforano i fogli riducendo ulteriormente l isolamento elettrico ed introducendo nel contempo delle complicazioni per realizzare il dispositivo.

Infine un ulteriore inconveniente è dovuto al fatto che gli elementi resitivi a pellicola non presentano una perfetta tenuta all’acqua, per cui considerando l’ambiente dove sono destinati ad operare con il tempo possono verificarsi delle infiltrazioni d’acqua che le danneggerebbero.

Scopo del trovato è quello di ottenere un dispositivo nel quale gli inconvenienti lamentati con riferimento alla tecnica nota appena descritta vengono eliminati.

Lo scopo è raggiunto da un dispositivo del tipo indicato inizialmente ossia un dispositivo di scongelamento per celle frigorifere comprendente elementi resistivi a pellicola collegati elettricamente tra di loro, caratterizzato dal fatto che detti elementi resistivi a pellicola sono contenuti in buste chiuse di materiale elettricamente isolante, ciascuna busta contenendo uno o più elementi resistivi collegati elettricamente tra di loro, detti elementi resistivi di ciascuna busta essendo elettricamente collegati con elementi resistivi di almeno un’altra busta e gli elementi resistivi di almeno una busta essendo collegati a fili di alimentazione elettrica mantenendo elettricamente isolati gli elementi resistivi contenuti in dette buste.

Così facendo gli elementi resistivi non necessitano di essere ricoperti con strati di materiale isolante ma è sufficiente predisporre solamente uno strato di supporto sul quale deporre l inchiostro resistivo. L’isolamento poi viene ottenuto grazie all ’impiego di buste in cui vengono sistemati gli elementi resistivi, buste che sono realizzate in materiale elettricamente isolante per cui gli elementi resistivi sono perfettamente isolati.

Se invece si desidera ottenere un elevato livello di isolamento elettrico è sufficiente utilizzare elementi resistivi preventivamente rivestiti su ambedue le superfici da lamine di materiale isolante, Ciascuna busta comprende un foglio inferiore e un foglio superiore di rivestimento aventi ciascuno un bordo perimetrale, detti fogli essendo uniti per almeno una parte del loro bordo perimetrale definendo un lato aperto, i bordi dei lati aperti essendo uniti con i bordi dei lati aperti di altre buste in modo da sigillare detti elementi resistivi all’interno di dette buste, permettendo solo il passaggio all’esterno di detti fili di alimentazione elettrica.

Si comprende facilmente che il racchiudere gli elementi resistivi all’interno di buste è un’operazione veloce, poco costosa e che assicura il completo e perfetto isolamento degli elementi resistivi. Inoltre le buste sono sigillate realizzando una perfetta tenuta all’acqua, per cui il dispositivo risulta impermeabile eliminando così il rischio che dell’acqua possa infiltrarsi danneggiando gli elementi resistivi a pellicola contenuti in esse.

Questi ed altri vantaggi risulteranno maggiormente evidenti dalla seguente dettagliata descrizione di una sua realizzazione data a titolo esemplificativo e non limitativo con riferimento ai seguenti disegni allegati in cui:

- la figura I è una vista prospettica di una cella frigorifera in cui viene applicato il dispositivo secondo il presente trovato;

- la figura 2 è una vista dall’alto di un dispositivo secondo il presente trovato;

- la figura 3 è una vista dall’alto di un foglio del dispositivo di figura 2;

- la figura 4 è una sezione trasversale secondo la linea IV-IV di figura 3;

- le figure 5 e 6 sono una vista dall’alto rispettivamente dei fogli inferiore e superiore che compongono ciascun foglio del dispositivo;

- la figura 7 è una vista dall’alto dei fogli inferiore e superiore uniti tra loro;

- le figure 8A, 8B, 8C e 8D sono delle sezioni trasversali o viste dall’alto che illustrano le fasi di unione di due fogli del dispositivo. In figura 1 è rappresentata una cella frigorifera 11 in cui viene applicato un dispositivo di scongelamento 12. La cella frigorifera 1 1 comprende 3 pareti laterali Ila, 11 b, Ile, un fondo 1 ld, un coperchio Ile ed una porta llf. II dispositivo di scongelamento 12 comprende, come illustrato in figura 2, cinque fogli 10,100,200,300,400 che presentano dimensioni sostanzialmente analoghe rispettivamente alle pareti lla,b,c, al fondo lld ed al coperchio Ile della cella frigorifera 11 in cui sono alloggiati. I fogli 10,100,200,300,400 sono uniti in modo che ripiegati l’uno rispetto all’altro di 90° si adagiano perfettamente alle pareti della cella frigorifera 11.

Dalle figure 3 e 4 si nota che il foglio 10 del dispositivo 12 comprende una busta 14 costituita da un foglio inferiore 13 e un foglio superiore 15 entrambi di materiale elettricamente isolante, come ad esempio poliestere. All’ interno della busta 14 sono contenuti elementi resistivi a pellicola 16a, 16b del tipo PTF (polymer thick film).

Gli elementi resistivi a pellicola 16a,16b sono composti da uno strato inferiore di materiale isolante 18 che costituisce il supporto sul quale, mediante tecniche di deposizione, viene applicato dell’inchiostro resistivo 20 il quale, opzionalmente come indicato in figura 4, viene ricoperto da uno strato superiore di rivestimento 22, anch’esso di materiale isolante. Il materiale isolante di cui sono composti lo strato inferiore di supporto 18 e lo strato superiore di rivestimento 22 è solitamente materia plastica, ad esempio poliestere o materiale contenente fibre aramidiche o similari come quelle note con il nome commerciale di kevlar o kapton.

Lo strato di inchiostro resistivo 20 viene deposto a strisce e presenta preferibilmente caratteristiche di tipo PTC (positive temperature coefficient) in cui aH’aumentare della temperatura aumenta il valore della resistenza elettrica autolimitando così l’intensità di corrente evitando dannosi surriscaldamenti. Lo strato d’inchiostro resistivo 20 è composto da una miscela di particelle solide di un materiale elettroconduttore e di una resina sintetica dispersi in un solvente. Il materiale elettroconduttore è costituito da carbone in polvere del tipo normalmente noto come carbon black che può essere combinato con altri materiali elettroconduttori in particolare elementi metallici. La resina sintetica, costituita da un polimero, viene scelta tra le resine fluoroplastiche, poliolefine od altre a base di acetati, metacrilati od altro. Il solvente in cui viene dispersa la miscela di particelle solide è scelto invece tra gli idrocarburi clorurati, gli esteri, gli eteri, gli esteri-eteri o una miscela degli stessi.

La busta 14 presenta una finestratura 24 ossia una cavità passante utile in quanto, essendo la busta 14 interposta tra le pareti interne della cella frigorifera 11 e la serpentina evaporatrice, facilita la trasmissione di calore dalla serpentina all’interno della cella frigorifera 11. All’interno della busta 14 gli elementi resistivi 16a,b sono collegati elettricamente tra loro mediante fili elettrici di collegamento 40 oppure piste conduttrici nel caso lo strato inferiore di supporto 18 si estenda tra i due elementi resistivi 16a,16b. I fili elettrici o piste conduttrici 40 tra loro uniti fuoriescono dalla busta 14 con un filo elettrico o pista conduttrice 42 (nel caso lo strato inferiore di supporto 18 fuoriesca dalla busta 14) per essere collegato con un filo elettrico o pista conduttrice del foglio 100, come meglio illustrato in seguito.

Più precisamente, come indicato nelle figure 5 e 6, il foglio inferiore 13 ed il foglio superiore 15 presentano rispettivamente un bordo perimetrale esterno composto dai lati inferiori 13b e 15b, dai lati laterali 13a,13c e 13a,13c e dai lati superiori 13d e 15d ed un bordo perimetrale interno 26. I lati 13a,c del foglio inferiore 13 presentano una lunghezza inferiore ai corrispondenti lati 15a,c del foglio superiore 15. Per ottenere la busta 14 il foglio inferiore 13 e superiore 15 vengono sovrapposti tra di loro, dopo aver interposto gli elementi a pellicola 16a, 16, facendo combaciare il lato 13b con il lato 15b ed uniti tra loro, mediante ad esempio saldatura realizzata per radiofrequenza oppure per saldatura a caldo, in corrispondenza dei lati 13a,b,c e 15a,b,c del bordo perimetrale esterno definendo un cordone di saldatura 28. 1 fogli inferiore 13 e superiore 15 vengono uniti anche in corrispondenza del bordo perimetrale interno 26 definendo così la busta 14 aperta sul lato superiore 15d e con la finestratura 24, come illustrato in figura 7. Il cordone di saldatura 28 può interessare solo parzialmente i lati 15a,15c del foglio superiore 15 interrompendosi prima del lato superiore 15d, come riportato in figura 7.

Nelle figure 8A, 8B, 8C e 8D è rappresentata la sequenza mediante la quale la busta 14 del foglio 10 viene unita alla busta 114 del foglio 100, dove elementi del foglio 100 corrispondenti ad elementi del foglio 10 sono indicati con lo stesso riferimento numerico sommato a 100. Come indicato nelle figure 8A e 8B, i fogli 10 e 100 vengono sovrapposti in modo che il foglio superiore 15 del foglio 10 sia affacciato al foglio superiore 115 del foglio 100. I lati 15d e 115d, rispettivamente dei fogli 10 e 110, vengono uniti tra loro mediante un cordone di saldatura 30 ed i fili elettrici o piste conduttrici 42 e 142, rispettivamente del foglio 10 e del foglio 100, vengono tra loro uniti elettricamente, ad esempio mediante graffette o ponticelli metallici nel caso di piste conduttrici, e collegati con un filo elettrico 44 di alimentazione da collegare ad una fonte di energia elettrica.

Nelle figure 8C e 8D si nota che successivamente anche i lati 13d e 113d , rispettivamente del foglio 10 e 100, vengono tra loro uniti mediante un cordone di saldatura 32 che interessa anche un tratto dei lati 13a e 113a ed un tratto 13c e 113c dei fogli 10 e 100 fino a raggiungere il cordone di saldatura 28 in modo da chiudere le buste 14,114 e sigillare completamente gli elementi resistivi a pellicola 16 contenuti all’interno delle buste 14 e 114 e con il filo elettrico 44 di alimentazione elettrica che fuoriesce dalle buste 14 e 114. Per realizzare una perfetta chiusura dove il filo elettrico 44 fuoriesce, le porzioni dei fogli 13 e 113 che coprono il filo elettrico 44 vengono unite attorno al filo elettrico 44 mediante un cordone di saldatura 34.

La stessa modalità utilizzata per unire il foglio 10 al foglio 100 viene impiegata per unire tra loro tutti gli altri fogli 200,300,400 per ottenere alla fine il dispositivo 12.

Come già illustrato precedentemente risultano evidenti i vantaggi ottenuti con il presente trovato che derivano dalla semplicità con cui gli elementi resistivi vengono racchiusi in buste di materiale isolante ottenendo un dispositivo impermeabile in cui gli elementi resitivi a pellicola non sono solo isolati elettricamente ma anche a tenuta d’acqua.

E’ chiaro che modifiche o varianti concettualmente e funzionalmente equivalenti ricadono tutte nell’ambito di protezione del trovato. Ad esempio è possibile unire i bordi perimetrali delle buste utilizzando altre tecniche di saldatura o addirittura dei collanti o una qualsiasi sostanza adesiva. Gli impieghi inoltre possono essere tra i più svariati, non solo quindi per lo scongelamento di celle frigorifere ma anche per il riscaldamento di un qualsiasi vano o ricettacolo.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo riscaldante, in particolare per lo scongelamento di celle frigorifere, comprendente elementi resistivi a pellicola (16a,16b) collegati elettricamente tra di loro, caratterizzato dal fatto che detti elementi resistivi a pellicola (16a,16b) sono contenuti in buste chiuse (14) di materiale elettricamente isolante, ciascuna busta (14) contenendo uno o più elementi resistivi a pellicola (16a,16b) collegati elettricamente tra di loro, detti elementi resistivi (16) di ciascuna busta (14) essendo elettricamente collegati con elementi resistivi di almeno un’altra busta in modo da mantenere elettricamente isolati e a tenuta stagna gli elementi resistivi (16) contenuti in dette buste (14) e gli elementi resistivi di almeno una busta sono collegati a fili di alimentazione elettrica (44) mantenendo elettricamente isolati gli elementi resistivi (16) contenuti in detta almeno ima busta (14).
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ciascuna busta (14) comprende due fogli inferiore (13) e superiore (15) di rivestimento avente ciascuno un bordo perimetrale, detti fogli inferiore e superiore (13,15) essendo uniti per almeno una parte del loro bordo perimetrale (13a,b,c e 15a,b,c) definendo un lato aperto (13d,15d), i bordi dei lati aperti (13d,15d) essendo uniti con i bordi dei lati aperti di altre buste (1 14) in modo da chiudere dette buste (14,114) e sigillare detti elementi resistivi (16a,b) airintemo di dette buste (14,114), permettendo solo il passaggio all’ esterno di detti fili di alimentazione elettrica (44).
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti due fogli inferiore e superiore (13,15) di ciascuna busta (14) sono uniti lungo il bordo perimetrale (13a,b,c,d e 15a,b,c,d) mediante saldatura a caldo.
4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detta saldatura a caldo è una saldatura per radiofrequenza.
5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detti due fogli inferiore e superiore (13,15) di ciascuna busta (14) sono uniti lungo il bordo perimetrale (13a,b,c,d e 15a,b,c,d) mediante incollaggio.
6. 6. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che dette buste (14) comprendono delle finestrature passanti (24).
7. 7. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che gli elementi resistivi (16) di dette buste (14) sono elettricamente collegati mediante fili elettrici di collegamento (40,42).
8. 8. Dispositivo secondo una qualsiasi rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzato dal fatto che gli elementi resistivi (16) di dette buste (14) sono elettricamente collegati mediante piste conduttrici (40,42) collegate elettricamente da loro da graffette o ponticelli metallici.
9. 9. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che dette buste (14) sono realizzate in materiale termoplastico.
10. 10.Dispositivo secondo la rivendicazione 9, caraterizzato dal fato che detto materiale termoplastico è costituito da poliviline di cloruro (PVC).
11. 11. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato che detti elementi resistivi a pellicola (16) sono del tipo “polymer thick film” (PTF).
12. 12. Dispositivo secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che detti elementi resistivi PTF (16) sono del tipo “positive temperature coefficient ” (PTC).
13. 13. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che dette buste (14) sono in numero di cinque in modo che piegate a 90° i’una rispetto alle altre formano una struttura parallelepipedica (10,10,200,300,400) a cinque facce corrispondenti alla pareti (1 la,b,c,d,e,f) della cella frigorifera (11) in cui il dispositivo è applicato.