PT2258003E - Aparelho electrodoméstico compreendendo uma bomba piezoeléctrica dotada com um circuito de alimentação eléctrica simplificado - Google Patents

Description

ΡΕ2258003 1 DESCRIÇÃO "APARELHO ELECTRODOMÉSTICO COMPREENDENDO UMA ΒΟΜΒΑ PIEZOELÉCTRICA DOTADA COM UM CIRCUITO DE ALIMENTAÇÃO ELÉCTRICA SIMPLIFICADO" A presente invenção refere-se a um aparelho electrodoméstico equipado com uma bomba piezoeléctrica dotada com um circuito de alimentação eléctrica.

No campo dos aparelhos do tipo supracitado, a bomba piezoeléctrica compreende, de um modo geral, uma câmara tendo uma membrana flexível sobre a qual é fixa um elemento piezoeléctrico. A câmara compreende uma conduta de entrada e uma conduta de saída, compreendendo as duas uma válvula de retenção.

Em funcionamento, o elemento piezoeléctrico vibra à frequência de uma tensão alternada fornecida por um circuito de alimentação e com uma amplitude controlada por essa tensão, gerando, assim, uma série de ciclos de aspiração e descarga.

Conhecem-se circuitos de alimentação de uma bomba piezoeléctrica deste tipo compreendendo uma configuração electrónica complexa que, a partir da tensão disponibili-zada pela rede eléctrica ou por uma bateria, recria um ΡΕ2258003 sinal de frequência e forma adaptada para fazer oscilar o elemento piezoeléctrico da bomba.

Este tipo de circuitos de alimentação tem a desvantagem de utilizar muitos componentes electrónicos e dispendiosos, o que é uma fonte de falhas potenciais. 0 objectivo da presente invenção é o de ultrapassar as desvantagens acima mencionadas e proporcionar um aparelho electrodoméstico equipado com uma bomba piezo-eléctrica, cuja utilização do circuito de alimentação, proveniente da rede eléctrica, seja simples e pouco dispendiosa.

Outro objectivo da invenção é proporcionar um aparelho electrodoméstico equipado com uma bomba piezo-eléctrica, cujo sistema de alimentação possui uma elevada fiabilidade e um funcionamento seguro.

Outro objectivo da invenção é proporcionar um aparelho electrodoméstico equipado com uma bomba piezo-eléctrica, cujo sistema de alimentação garante a regularidade do débito fornecido pela bomba.

Estes objectos são conseguidos com um circuito de alimentação eléctrica de uma bomba piezoeléctrica a partir da rede eléctrica, tal como definido pela reivindicação 1.

Entende-se como rede elétrica, a rede eléctrica 3 ΡΕ2258003 doméstica que fornece uma corrente de tipo alternada cuja tensão compreende, dependendo do pais onde nos encontremos, entre 100 volts e 240 volts e uma frequência compreendida entre 50 Hertz e 60 Hertz.

De acordo com a invenção, o circuito de alimentação aplica uma tensão cuja frequência é derivada direc-tamente da rede eléctrica, sem modificação ou transformação, o que permite obter um circuito muito simples.

Além disso, o circuito compreende meios para limitar a corrente absorvida pela bomba dispostos em série. Esta confiquração permite proteger a bomba e garantir um funcionamento fiável, sob condições especificas de tipo ligação à rede, funcionamento em vazio ou efeitos parasitas na rede.

De um modo vantajoso, os meios para limitar a corrente absorvida pela bomba compreendem uma resistência.

Esta configuração permite obter um circuito de alimentação muito simples e muito económico. O circuito compreende, de preferência, pelo menos, uma resistência em paralelo com a bomba.

Esta configuração permite proteger a bomba e garantir um funcionamento fiável quando há corte de alimentação da bomba. 4 ΡΕ2258003

De um modo vantajoso, o circuito compreende meios para limitar a tensão nos terminais da bomba, dispostos em paralelo com a referida bomba.

Esta configuração permite eliminar as oscilações da rede e as variações das caracteristicas físicas do elemento piezoeléctrico (como, por exemplo, a capacidade) e, assim, obter um débito regular da bomba.

De preferência, os meios para limitar a tensão nos terminais da bomba dispostos em paralelo com a referida bomba compreendem, pelo menos, dois díodos Zener.

Esta configuração permite realizar esta função com componentes económicos disponíveis no mercado. A invenção também se refere a um aparelho electrodoméstico compreendendo uma bomba piezoeléctrica e um circuito de alimentação da referida bomba, caracterizado por o referido circuito de alimentação estar de acordo com a invenção.

Esta configuração permite optimizar o custo de um aparelho deste tipo devido a um circuito de alimentação muito económico.

Circuitos de alimentação conhecidos são divulgados no documento JP 61-58286. A invenção será melhor compreendida pelo estudo 5 ΡΕ2258003 da forma de realizaçao dada a título de exemplo não limitativo e ilustrada nos desenhos anexos, nos quais: - A figura 1 ilustra uma vista em corte esquemática do aparelho de acordo com uma forma de realização particular da invenção. - A figura 2 ilustra uma vista em corte da bomba piezoeléctrica do aparelho da figura 1. - A figura 3 ilustra uma vista esquemática do circuito de alimentação da bomba piezoeléctrica da figura 2 .

Como mostrado na figura 1, o aparelho de acordo com a invenção é um ferro 1 de engomar compreendendo uma bomba 10 piezoeléctrica que permite transferir água de um reservatório 3 para uma câmara 4 de vaporização compreendida numa base 5 de aquecimento, dotada com aberturas de difusão de vapor.

Como se pode ver na figura 2, a bomba 10 piezoeléctrica compreende uma câmara 11 circular compreendendo uma parede inferior formada por uma membrana 12 flexível de latão. Um elemento 13 cerâmico piezoeléctrico está fixo à membrana 12, no exterior da câmara 11 circular. A câmara 11 circular compreende uma parede superior dotada com uma conduta 14 de admissão ligada ao reservatório 3 e uma conduta 15 de evacuação ligada à câmara 4 de vaporização. 6 ΡΕ2258003 A bomba 10 piezoeléctrica compreende um terminal 18 de alimentação eléctrica fixo à membrana 12 e um terminal 19 de alimentação eléctrica fixo ao elemento 13 piezoeléctrico. A bomba 10 é alimentada, através dos seus terminais 18, 19, por uma tensão eléctrica alternada.

Durante a alternância positiva do sinal, o elemento 13 piezoeléctrico deforma-se, deformando a membrana 12, de modo a aumentar o volume da câmara 11 circular. A conduta 15 de evacuação compreende uma válvula 17 de retenção que se fecha e evita a sucção da água presente a jusante da válvula 17. A conduta 14 de admissão também compreende uma válvula 16 de retenção que se abre e permite, assim, que a água presente na conduta 14 de entrada, proveniente do reservatório 3 (fig. 1) , seja aspirada para a câmara 11 circular. Durante a alternância negativa do sinal, 0 elemento 13 piezoeléctrico deforma-se, deformando a membrana 12, de modo a diminuir o volume da câmara 11 circular. A válvula 16 da conduta 14 de admissão fecha-se e, ao mesmo tempo, a válvula 17 da conduta 15 de evacuação abre-se. Assim, a água irá passar da câmara 11 circular para a câmara 4 de vaporização (fig. 1). O elemento 13 piezoeléctrico e a membrana 12 formam um actuador piezoeléctrico seleccionado a partir de modelos comerciais fabricados em grande série. 7 ΡΕ2258003

Como pode ser visto na figura 3, a bomba 10 piezoeléctrica é alimentada por um circuito 20 de alimentação, a partir de uma rede 25 eléctrica que fornece uma tensão alternada, por exemplo, 230 volts, com uma frequência, por exemplo 50 Hertz, sendo esta frequência aplicada sem modificação aos terminais 18, 19 da bomba 10. O circuito 20 de alimentação compreende uma resistência 21, disposta em série com a bomba 10, o que permite limitar a corrente absorvida pela bomba 10 nas diferentes fases criticas de funcionamento que podem ocorrer durante a utilização do aparelho 1 e contribuir para proteger o elemento 13 piezoeléctrico.

Numa primeira fase critica, quando a bomba 10 está ligada directamente à rede 25 eléctrica, o actuador piezoeléctrico, que é comparável a uma capacidade, é, essencialmente, equivalente a um curto-circuito que implica um pico de corrente. O pico de corrente é tanto mais elevado quando a aplicação de tensão ocorre a um nível de tensão próximo do topo da alternância. No caso de uma rede eléctrica fornecendo uma tensão de 230 volts, o actuador piezoeléctrico pode ser submetido a uma tensão máxima de 230 x V2 = 325 volts.

Uma segunda fase crítica também ocorre quando a bomba 10 é alimentada e a câmara 11 circular está vazia (chama-se a este tipo de funcionamento, "funcionamento em ΡΕ2258003 vazio ou a seco"), o que faz aquecer o actuador piezo-eléctrico. Isto tem o efeito de alterar a sua capacidade e de aumentar a corrente que consome. 0 aumento da corrente consumida acelera o aquecimento e o fenómeno progride até a destruição do elemento 13 piezoeléctrico.

Numa terceira fase critica, o ou os picos de corrente são efeitos parasitas transportados pela rede eléctrica.

De preferência, o circuito 20 de alimentação também compreende uma resistência 22 ligada em paralelo com a bomba 10. Essa resistência 22 permite descarregar o actuador piezoelétrico, electricamente equivalente a uma capacidade, depois de se desligar o fornecimento de energia, e também permite proteger o actuador piezoelétrico contra sobrecorrente quando voltar a ser ligado à rede 25 eléctrica.

Assim, a título de exemplo, o actuador piezoeléctrico compreende um elemento 13 cerâmico piezoeléctrico e uma membrana 12 flexível, ambos com uma espessura compreendida entre 0,005 e 1 mm, de preferência, 0,3 mm. A resistência 21 tem um valor compreendido entre 1 e 100 kohms, de preferência, 15 kohms, e a resistência 22 tem um valor compreendido entre 100 e 2000 kohms, de preferência, 1000 kilo ohms. 9 ΡΕ2258003

De um modo vantajoso, o circuito 20 de alimentação também compreende dois díodos Zener 23, 24 virados para direcções diferentes, em paralelo com a bomba 10. Estes díodos Zener 23, 24 permitem limitar a tensão nos terminais 18, 19 da bomba, sendo um díodo para a alter nância positiva e o outro díodo para a alternância negativa. Assim, eliminam-se as flutuações da tensão fornecida pela rede eléctrica para assegurar um débito regular fornecido pela bomba 10. Assim, a título de exemplo, no caso de uma rede eléctrica fornecendo uma tensão de 230 volts, os díodos 23, 24 nivelam a tensão para um valor compreendido entre 80 e 200 volts, de preferência, 180 volts.

Uma característica deste tipo permite, em particular, obedecer aos futuros acordos CECED entre os fabricantes de ferros de engomar, aplicáveis em Julho de 2008, sobre a precisão do débito de vapor anunciado em comparação com o débito real de um ferro.

As resistências 21, 22, fazem diminuir o valor máximo do sinal nos terminais da bomba 10 e os díodos Zener 23, 24 nivelam esse mesmo sinal, mas a frequência é idêntica à frequência da rede eléctrica. O ferro 1 de engomar (Fig. 1) compreende uma pega 6. De um modo vantajoso, o circuito de alimentação (não representado na fig 1.) está incorporado na pega 6 para evitar tensões térmicas sobre este circuito de alimentação.

Como é claro, a invenção nao está, de modo 10 ΡΕ2258003 nenhum, limitada à forma de realização descrita e ilustrada, que foi dada apenas a titulo de exemplo. Pode ser sempre modificada, nomeadamente em termos da constituição dos diversos elementos ou por substituição de equivalentes técnicos, sem, por isso, se divergir do âmbito de protecção da invenção.

Assim, uma impedância de tipo capacidade pode ser adicionada à resistência disposta em série com a bomba para limitar a corrente absorvida.

Lisboa, 20 de junho de 2013

Claims (5)

1. ΡΕ2258003 1 REIVINDICAÇÕES 1. Circuito (20) de alimentação eléctrica de uma bomba (10) piezoeléctrica a partir da rede (25) eléctrica doméstica, directamente com a frequência da rede (25) eléctrica, compreendendo o referido circuito (20), pelo menos, meios para limitar a corrente absorvida pela bomba (10), dispostos em série com a referida bomba (10), e, pelo menos, uma resistência (22) em paralelo com a bomba (10), caracterizado por os meios de limitação da corrente absorvida pela bomba (10) serem distintos da resistência (22) e por os meios de limitação da corrente absorvida pela bomba (10) e a resistência terem valores fixos.
2. 2. Circuito (20) de alimentação eléctrica de uma bomba (10) piezoeléctrica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os meios de limitação da corrente absorvida pela bomba (10) compreenderem uma resistência (21).
3. 3. Circuito (20) de alimentação eléctrica de uma bomba (10) piezoeléctrica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado por o referido circuito (20) compreender meios (23, 24) para limitar a tensão nos terminais da bomba (10), dispostos em paralelo com a referida bomba (10). 2 ΡΕ2258003
4. 4. Circuito (20) de alimentação eléctrica de uma bomba piezoeléctrica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por os meios para limitar a tensão nos terminais da bomba (10), dispostos em paralelo com a referida bomba (10), compreenderem, pelo menos, dois diodos Zener (23, 24).
5. 5. Aparelho electrodoméstico compreendendo uma bomba (10) piezoeléctrica e um circuito (20) de alimentação eléctrica da referida bomba (10), caracterizado por o referido circuito (20) de alimentação estar de acordo com uma das reivindicações 1 a 4. Lisboa, 20 de junho de 2013