PT668710E

PT668710E - Aparelho de aquecimento electrico

Info

Publication number: PT668710E
Application number: PT94120383T
Authority: PT
Inventors: Marcel Hofsass
Original assignee: Marcel Hofsass
Priority date: 1994-02-17
Filing date: 1994-12-22
Publication date: 2002-03-28
Also published as: ATE206272T1; DE4405040A1; US5633978A; EP0668710A2; EP0668710B1; EP0668710A3; ES2164079T3; DE59409877D1; DE4405040C2

Description

DESCRIÇÃO "APARELHO DE AQUECIMENTO ELÉCTRICO" A presente invenção refere-se a um aparelho de aquecimento eléctrico, que terá designadamente a forma de um corpo de imersão, destinado ao aquecimento e/ou ao condicionamento da temperatura de líquidos, comportando pelo menos um elemento de aquecimento, que é aquecido em consequência da corrente eléctrica que o atravessa e que liberta calor para o ambiente exterior, sendo o elemento de aquecimento, que será em número de pelo menos um, feito de cerâmica térmica, estando o mesmo alojado numa caixa electricamente isolante com a qual aquele elemento tem uma ligação termicamente condutora, estando o elemento de aquecimento apertado entre duas chapas ou placas electricamente condutoras, chapas essas através das quais se efectua a alimentação eléctrica.

Um aparelho de aquecimento eléctrico deste tipo ficou a ser conhecido pela patente DE-PS-29 48 592. O aparelho de aquecimento conhecido comporta um invólucro de borracha de silicone termicamente condutora, no qual estão previstos dois canais de guia afastados entre si, que se estendem na zona de trás do invólucro, em cada um dos quais encaixa uma chapa de contacto. Na zona da frente do invólucro encontra-se apertado entre as duas chapas de contacto um elemento de aquecimento PTC, que é abastecido com corrente eléctrica através das duas chapas de contacto. 0 invólucro remata num corpo de suporte, que serve simultaneamente de protecção contra tracçâo mecânica dos condutores de alimentação das chapas de contacto.

Este aparelho de aquecimento tem a configuração de um cartucho de aquecimento e destina-se a ser inserido nos aparelhos a r r

aquecer. Uma vez que as chapas de contacto e o elemento de aquecimento PTC estão completamente envolvidos pelo cartucho ou pelo corpo de suporte, a condução térmica para o lado de fora a partir do elemento de aquecimento PTC efectua-se longitudinalmente e transversalmente em relação a este mesmo cartucho, pelo que a transferência de calor do elemento de aquecimento PTC para o ob-jecto a aquecer é determinada pela condutibilidade térmica da borracha de silicone. 0 facto é que essa condutibilidade não é satisfatória, o que deverá ser considerado como sendo um inconveniente .

Além disso constitui um inconveniente o facto de o cartucho propriamente dito ter de ser adaptado geometricamente às medidas do elemento de aquecimento PTC utilizado, a fim de o aperto flexível do elemento de aquecimento PTC entre as chapas de contacto planas conduzidas nos canais de guia ser tão seguro que a transferência de calor do elemento de aquecimento PTC para as chapas de contacto seja suficientemente bom. Se devido às tolerâncias de fabrico ou devido a exigências especiais em relação às prestações do elemento de aquecimento PTC se tornar necessário modificar as suas medidas geométricas, torna-se obrigatório, em consequência disso, fabricar um invólucro totalmente novo.

Pela patente DE-OS 31 36 094, assim como pela patente DE-AS-26 14 433 ficaram a ser conhecidos aquecedores de imersão com elementos de aquecimento PTC que são apertados entre chapas condutoras de calor, através das quais se efectua a alimentação eléctrica. Os elementos de aquecimento PTC são inseridos em conjunto com as respectivas chapas condutoras de calor num tubo de vidro de tal maneira que sobre as chapas condutoras de calor incide uma tensão mecânica que por um lado assegura um bom contacto com o tubo de vidro e por outro com o elemento de aquecimento PTC. 2 ί \Α •1 . '\Λ Ç

Devido ao facto de com os elementos de aquecimento PTC só ser possível por um lado atingir temperaturas tanto ou quanto limitadas e devido ainda à má condutibilidade térmica do vidro, por outro lado, também nestes aparelhos de aquecimento conhecidos a transferência de calor para o exterior não é satisfatória.

Pela patente DD-PS-257 534 ficou finalmente a ser conhecido um aparelho de aquecimento cora elementos de aquecimento PTC, no qual os elementos de aquecimento PTC estão apertados entre eléc-trodos metálicos com uma configuração em forma de meandro, eléc-trodos esses que tanto servem para o abastecimento de corrente eléctrica como para o escoamento do calor.

Nos aparelhos de aquecimento eléctricos de uma forma geral conhecidos a partir do estado actual da técnica, aparelhos de entre os quais se contam no sentido mais lato termo-ventiladores, placas térmicas, ferros para fazer bolachas, aquecedores de imersão, aquecedores para banho de pés, aquecedores para aquários, etc., utilizam-se regra geral espiras de aquecimento, espirais incandescentes ou outros aquecimentos por resistência eléctrica, à base de metais, servindo de elementos de aquecimento. Ά libertação de calor dos elementos de aquecimento é regra geral de várias centenas de graus centígrados, conseguindo-se por exemplo aquecer espirais incandescentes a 600 °C e mais. Devido às crescentes exigências em relação à segurança torna-se no entanto necessário cumprir em relação a tais aparelhos de aquecimento uma série de normas, que tanto se referem ao isolamento eléctrico para protecção contra golpes de corrente eléctrica como ao isolamento térmico para protecção contra queimaduras . 0 fornecimento de calor ou se efectua por radiação, sendo aquecido o ar que passa pelo aquecedor, ou então por condução térmica, para o que o elemento de aquecimento está em contacto 3 / X. λλ com uma superfície termicamente condutora, como é por exemplo o caso num ferro para fazer bolachas.

Os referidos aquecimentos de aquário comportam por exemplo frequentemente um corpo de imersão sob a forma de um tubo circular de vidro, com espiral incandescente do lado de dentro, que pode ser mergulhado na água do aquário, prevendo-se por motivos de segurança um interstício de ar entre a espiral incandescente e a parede de vidro. Devido à má transmissão de calor através deste interstício de ar e devido à má condução térmica do vidro torna-se necessário aquecer a espiral incandescente a temperaturas muito elevadas para conseguir fornecer à água uma quantidade de calor suficientemente grande. Para um ajuste preciso da temperatura torna-se, na maioria dos casos, necessário prever um circuito de regulação com pelo menos um sensor de medida. Devido à elevada diferença de temperatura que por um lado é necessário criar entre a água e a espiral incandescente e devido por outro lado à inércia de todo o sistema, o controlo é complexo, sendo necessário efectuar frequentes reajustes à mão. Isto torna-se pouco cómodo, nomeadamente porque o mecanismo de ajuste e de regulação está frequentemente localizado na extremidade superior do tubo circular de vidro e ser mergulhado na água em conjunto com aquele tubo, de modo que o utilizador tem de meter a mão na água, o que frequentemente incomoda de maneira indesejável os animais no aquário.

Para além disso estes aquecedores de imersão, que são volumosos, afectam a estética dos aquários, que foram na maioria dos casos instalados com muito carinho, tendo no entanto a vantagem de poderem também ser colocados ou substituídos mais tarde sem modificar a paisagem do aquário.

Outros aquecimentos para aquário apresentam a forma de uma manta que trabalha à maneira de um cobertor eléctrico e que são colocados no fundo ou por baixo da areia do aquário, de bem que 4 I t

sejam alimentados directamente a partir da rede eléctrica de 220 V e sejam de regulação mais fácil do que o aquecimento por tubo circular de vidro acima referido, apresentam no entanto também uma série de inconvenientes específicos. 0 aquecedor para o fundo do aquário é por um lado de fabrico muito oneroso e requer por outro uma grande área de base. A substituição ou a instalação posterior é muito complicada, dado que se torna necessário retirar primeiro os animais e a água, bem como a paisagem instalada, para ter livre acesso ao fundo do aquário.

Além disso as espirais incandescentes têm geralmente uma tendência acentuada para fundir quando estão ainda quentes, por exemplo devido a correntes de ligação elevadas ou a trepidações mecânicas, de modo que frequentemente se torna necessário substituir todo o aparelho de aquecimento.

Perante este pano de fundo o objectivo da presente invenção é o de criar um aparelho de aquecimento do tipo de início referido, cuja produção seja económica e que tenha uma construção simples, devendo a estrutura ser tal que o aparelho de aquecimento se preste a diversas aplicações e tenha uma boa transferência térmica para o exterior.

De acordo com a invenção, este objectivo atinge-se fazendo com que esteja previsto um dispositivo de aperto mecânico independente da caixa e das chapas, dispositivo esse que comprime as chapas e o elemento de aquecimento, e fazendo com que as chapas estejam configuradas com uma saliência ou uma reentrância com uma secção transversal condizente, de tal maneira que formam entre si uma cavidade de encaixe para o elemento de aquecimento, estando pelo menos uma das chapas provida de uma zona proeminente que sobressai em relação ao suporte, zona essa que serve de superfície de contacto térmico. 5

V \ ν'ϊ

At.inge-se desta maneira inteiramente o objectivo subjacente à invenção. Trata-se por assim dizer de um aquecimento capsulado por resistência eléctrica com um coeficiente de temperatura positivo, que, se bem que esteja electricamente isolado por intermédio da sua caixa, fornece no entanto, através do mecanismo de condução térmica, calor ao meio exterior, de modo que pode por exemplo ser directamente mergulhado num liquido sob a forma de um corpo de imersão, à maneira de um aquecedor de imersão ou de um aquecimento para aquário. Dado que o transporte de calor se efectua por condução térmica e não por irradiação, basta para o novo aparelho de aquecimento uma menor diferença de temperatura entre o elemento de aquecimento e o líquido que o envolve, de modo que é aqui proporcionada uma muito maior segurança contra queimaduras do que nos aquecimentos no inicio referidos.

Além disso não se torna necessário efectuar soldaduras na cerâmica térmica propriamente dita, uma vez que a transmissão de calor também se efectua através das chapas, de modo que não se torna necessário efectuar soldaduras que afectem a transmissão de calor. Isto facilita simultaneamente a montagem. A medida preconizada pela invenção, que consiste em prever um dispositivo de aperto mecânico, apresenta por um lado vantagens no tocante a uma montagem fácil, assegurando no entanto também para além disso uma transferência de calor muito boa da cerâmica térmica para as chapas.

Na configuração da secção transversal das chapas, de acordo com a invenção, é vantajoso que o afastamento entre as chapas não seja exclu.sivamente determinado pela espessura da cerâmica térmica, dado que consoante a quinagem efectuada nas duas chapas é possível conseguir maiores afastamentos entre as chapas, podendo portanto ser também utilizados elementos de aquecimento PTC com outras medidas, o que permite não só um melhor isolamento térmico entre aquelas chapas, mas favorece também a flexibi- 6 ! 1

lidade das aplicações deste aquecimento. Além disso é assim facilitada a montagem, uma vez que o encaixe pode ser configurado de tal maneira que o elemento de aquecimento se torna imperdí-vel. A zona sobressaliente prevista de acordo com a invenção faz, de maneira vantajosa, com que seja assegurada uma condução térmica do elemento de aquecimento para o exterior, passando pela correspondente chapa.

As cerâmicas térmicas utilizadas são constituídas por misturas de óxidos metálicos e por substâncias semicondutoras sin-terizadas que conferem à cerâmica térmica um elevado coeficiente de temperatura positivo. Na norma DIN 44081 ou 44082 estão descritas cerâmicas térmicas deste tipo, que na proximidade da sua temperatura nominal de actuação apresentam um forte aumento da resistência eléctrica quando a temperatura sobe. Trata-se assim de um elemento de segurança que por motivos inerentes à sua própria construção não é susceptível de ser sobreaquecido e no qual é impossível criar-se qualquer sobreintensidade. Em vez disso a temperatura e a intensidade de corrente regulam-se automaticamente por intermédio do coeficiente de temperatura, se a tensão for mantida constante. Quando a temperatura cresce, a resistência eléctrica da cerâmica térmica aumenta, de modo que, mantendo constante a tensão aplicada, as perdas óhmicas convertidas em calor tornam-se menores. Se a cerâmica térmica for em contrapartida arrefecida em consequência da dissipação de calor, a resistência baixa e as perdas óhmicas voltam a subir, havendo uma nova fase de aquecimento. Por intermédio da temperatura nominal de actuação em cuja proximidade se verifica o forte aumento da resistência e do valor do coeficiente de temperatura procede-se consequentemente a uma escolha prévia da temperatura de estabilização e da sensibilidade à temperatura. As temperaturas nominais de actuação estão por exemplo situadas na gama de 60 °C -200 °C. 7

Nestas cerâmicas térmicas não se torna necessário prever nem um transformador nem um controlador no corpo de imersão, sendo a temperatura em vez disso predefinida em larga escala pela própria cerâmica térmica previamente escolhida. Esta temperatura máxima atingível pode no entanto ser abaixada pela redução da corrente eléctrica que atravessa o elemento, de modo que a temperatura pode ser controlada a partir do exterior, isto é, através de um aparelho de controlo intercalado entre a rede eléctrica e o cabo de alimentação do elemento de aquecimento. No caso dos aquecimentos para aquário, por exemplo, não se torna necessário meter a mão na água para efectuar aquela regulação.

Uma vez que frequentemente só se torna necessário dispor de gamas de temperatura muito apertadas, que caso necessário são comutadas por escalões, tal como acontece nas placas térmicas ou nos aquecimentos para aquário, etc., o novo aparelho de aquecimento presta-se de forma excelente a aplicações deste tipo. 0 facto é que, de acordo com um aperfeiçoamento da invenção, é possível ligar em paralelo ou em série várias cerâmicas térmicas, podendo também, por intermédio de mecanismos apropriados, efectuar-se uma comutação entre diferentes cerâmicas térmicas com temperaturas nominais de actuação também diferentes, de modo que o novo aparelho de aquecimento se adapta a diferentes condições de aplicação. De resto não se verificam aqui danos, tais como roturas de fio incandescente, como acontece nas espirais incandescentes. A vantagem do novo aparelho de aquecimento reside portanto numa combinação que consiste em utilizar uma cerâmica térmica servindo de elemento de aquecimento e no alojamento deste elemento de aquecimento numa caixa electricamente isolante mas ter-micamente condutora, caixa essa que pode por exemplo ser fabricada a partir de cerâmica industrial ou de matérias sintéticas apropriadas. 8

V V / \

Em resumo, as vantagens do novo aparelho de aquecimento residem portanto no facto de resultar melhorado o fornecimento de calor ao meio ambiente exterior e simultaneamente ser facilitada a adaptação às geometrias distintas dos elementos de aquecimento. Para além disso torna-se também possível uma montagem mais simples, uma vez que após as chapas terem sido inseridas no dispositivo de aperto, o elemento de aquecimento PTC já não poder cair para fora, o que é bem possível acontecer no aparelho de aquecimento conhecido pela patente DE-PS-29 48 592, quando o aperto mecânico proporcionado pelas chapas de contacto não for suficiente.

De acordo com um aperfeiçoamento da invenção dá-se preferência a que o dispositivo de aperto tenha a configuração de um suporte autoportante, no qual as chapas e o elemento de aquecimento são inseridos sob tensão mecânica, sobressaindo as chapas pelo menos parcialmente em relação ao suporte. A vantagem desta configuração é que desse modo se consegue confeccionar uma unidade completa destinada à fabricação, estando asseguradas as ligações para a corrente eléctrica e a transferência de calor a partir do exterior.

Neste particular dá-se preferência a que o dispositivo de aperto seja feito de uma matéria sintética com uma elevada resistência à temperatura.

Torna-se em especial vantajoso que estas matérias sintéticas não se dilatam ao serem aquecidas, de modo que a tensão de compressão entre as chapas e o elemento de aquecimento e deste modo a boa transferência térmica é mantida, uma vez que o dispositivo de aperto não se dilata significativamente durante o aquecimento. 9 V"'-'í\

Além disso dá-se preferência a que ao suporte esteja associada uma parte complementar, que encaixa nesse suporte de tal maneira que as chapas e o elemento de aquecimento são encaixados de maneira imperdivel. A vantagem deste arranjo é que uma unidade deste tipo se presta também a ser manuseada por autómatos de manipulação. Esta unidade pode ser utilizada sob a forma de "corpo de aquecimento" pré-fabricado, servindo, sob a forma de produto semiacabado, para diversas configurações de aparelhos de aquecimento.

Neste contexto dá-se preferência a que o suporte e/ou a parte complementar tenham a configuração de dispositivos de encaixe com ranhuras para o guiamento e a inserção das chapas.

Neste particular reveste-se de vantagem o facto de se tornar unicamente necessário inserir as chapas no suporte e na parte complementar, para que o elemento de aquecimento disposto entre as chapas fique firmemente apertado entre aquelas chapas.

Neste contexto dá-se preferência a que estejam previstas palhetas de ligação nas chapas, palhetas essas que sobressaem em relação ao dispositivo do tipo ficha.

Desta maneira é possível efectuar uma ligação eléctrica posterior do assim chamado corpo de aquecimento.

Genericamente dá-se preferência a que o dispositivo do tipo ficha, em conjunto com as chapas inseridas e o elemento de aquecimento, seja embebido na caixa, entrando a superfície de contacto térmico em contacto com a parede interior da caixa.

Esta medida traz vantagens, nomeadamente no que se refere à tecnologia de fabrico, uma vez que o dispositivo do tipo ficha pode ser embebido em matéria sintética, silicone, cerâmica sus- 10 i\ ceptivel de ser vazada a frio ou em outras substâncias susceptí-veis de serem vazadas, que são todas elas termicamente condutoras, mas proporcionam um isolamento eléctrico.

Neste particular dá-se preferência a que sejam previstos meios de aperto mecânico que comprimam a superfície de contacto térmico contra a caixa.

Aqui será vantajoso que se tomem as medidas necessárias para assegurar uma muito boa transferência de calor da superfície de contacto térmico para a caixa, de modo a obter-se uma muito boa condução térmica da cerâmica térmica para a caixa, que liberta então o calor gerado para o meio exterior. Dá-se além disso preferência a que as chapas sejam produzidas por um método de repuxamento profundo.

Esta medida é vantajosa por motivos ligados à tecnologia de fabrico, dado que especialmente as chapas repuxadas profundamente serem fáceis de produzir.

Para finalizar deverá referir-se que, pelo facto de todas as partes do novo aparelho de aquecimento estarem comprimidas umas contra as outras por tensão mecânica, se obtém uma boa transferência de calor, não se tornando no entanto necessário fabricar os diferentes componentes com uma precisão de ajuste muito elevada, o que não só torna menores os custos de fabrico como permite também uma montagem simples. Para melhorar a condução térmica pode aplicar-se pasta condutora de calor nos pontos de transferência de calor situados entre o elemento de aquecimento e as chapas, entre as chapas e o corpo, etc. A caixa feita por exemplo a partir de cerâmica industrial pode ter a configuração de uma pedra ornamental, de modo que é aqui proporcionada a vantagem adicional de um aspecto òptico 11 I____ \ 7 I____ \ 7 ι \ \ \

\ J apelativo, que ο novo aparelho de aquecimento pode assumir quando comparado com os aquecimentos para aquário já conhecidos. 0 corpo pode por outro lado ser facilmente dissimulado sob a areia do aquário, sendo a colocação nitidamente mais fácil do que nos aquecimentos já conhecidos para colocação no fundo do aquário.

Alternativamente a caixa pode no entanto ter também uma configuração em forma de uma placa térmica, sobre a qual os alimentos podem ser mantidos quentes. Devido ao isolamento eléctri-co também não há nesta aplicação problemas de segurança, uma vez que mesmo alimentos ou líquidos derramados não podem penetrar no interior do novo aparelho de aquecimento, provocando aí um cur-to-circuito.

Outros campos de aplicação são os aparelhos de aquecimento de início referidos. Assim é por exemplo também possível introduzir o novo aparelho de aquecimento directamente num banho para pés, onde não causa quaisquer problemas de segurança devido ao seu isolamento eléctrico e à reduzida diferença de temperaturas.

Outras vantagens da invenção resultam da descrição e do desenho anexado.

Fica entendido que as características atrás mencionadas e as que a seguir serão ainda explicadas podem ser aplicadas não só nas combinações indicadas em cada caso mas também em outras combinações ou isoladamente, sem que tal signifique que o âmbito da presente invenção seja abandonado. A invenção encontra-se representada no desenho e será explicada mais em pormenor na descrição que se segue. As figuras do desenho mostram: 12

Fig. 1 um aparelho de aquecimento eléctrico de acordo com a presente invenção, numa vista lateral, em corte ao longo da linha I-I da fig. 2;

Fig. 2 o aparelho de aquecimento eléctrico da fig. 1 numa vista pelo lado de trás, em corLe ao longo da linha II-II da fig. 1;

Fig. 3 o corpo de aquecimento interior do aparelho de aquecimento eléctrico de acordo com a fig. 1, numa vista ao longo da seta III da fig. 1; e

Fig. 4 uma representação em corte e explodida, ao longo da linha IV-IV da fig. 3.

Na fig. 1 encontra-se representado, numa vista lateral e em corte, um aparelho de aquecimento eléctrico 10 de acordo com a presente invenção. O aparelho de aquecimento 10 comporta uma caixa 11 electricamente isolante mas termicamente condutora, que é por exemplo feita de cerâmica industrial ou de uma matéria sintética equivalente. No interior da caixa 11 encontra-se disposto, sob a forma de uma unidade compacta, um corpo de aquecimento interior 12, independente da caixa 11, elemento esse que é alimentado com corrente eléctrica através de um cabo de alimentação 13. 0 cabo de alimentação 13 entra através de uma travessia 14, por exemplo vedada com silicone, no interior da caixa 11, onde é electricamente ligado ao corpo de aquecimento interior 12. 0 corpo de aquecimento 12 é uma espécie de dispositivo 15 do tipo ficha, constituído por um suporte 16 e por uma parte complementar 17, que podem ser separados um do outro ao longo de uma linha de separação 18. Este dispositivo 15 do tipo ficha é de preferência feito de uma matéria sintética termicamente condutora, mas em elevado grau resistente à temperatura. 13

V Γ\ r.zv>

Vi r, ,

'\S\S

Do lado de baixo sobressai em relação ao dispositivo 15 do tipo ficha uma parte saliente 19, através da qual, e de uma maneira que será ainda descrita, um elemento de aquecimento existente no interior do corpo de aquecimento 12 está em contacto termicamente condutor com a caixa 11. A caixa 11 encontra-se fechada para o lado de cima por meio de por exemplo uma tampa, não representada na figura por motivo de maior clareza, de tal maneira que essa caixa, sob a forma de um corpo de imersão 20, pode, por exemplo, ser introduzida num aquário ou num banho para pés.

No interior da caixa 11 está previsto um encaixe 21 para um meio de aperto 22 que tem a forma de uma mola de flexão 23 que a fig. 2 mostra. Na representação que a figura mostra esta mola de flexão 23 comprime o dispositivo 15 do tipo ficha da fig. 2 de tal modo para baixo que a parte saliente 19 entra num contacto, proporcionando uma boa condutibilidade térmica, com o lado de dentro da caixa 11. Como a fig. 2 mostra junto de 24, o dispositivo 15 do tipo ficha encontra-se embebido na caixa 11 por meio de uma massa de enchimento 24, que pode ser uma matéria sintética, silicone, cerâmica de vazamento a frio ou qualquer outra massa de vazar que, apesar de ser termicamente condutora, é no entanto electricamente isolante. Deste modo o corpo de aquecimento interior 12 está, através da parte saliente 19, bem como do material de enchimento 24, de forma excelente em contacto termicamente condutor com a parte de dentro da caixa 11, de modo que o calor pode ser dissipado para o meio ambiente a partir do interior do dispositivo 15 do tipo ficha, sem que haja grandes pardas d© transmissão através da superfície exterior 25 da caixa 11. Pela utilização de pasta termicamente condutora pode melhorar-se ainda mais a transferência de calor. 14

£) Λ^Λ f-t? A fig. 3 mostra uma vista em planta do corpo de aquecimento 12 das fig. 1 e 2, tendo sido cortados para maior clareza partes do dispositivo 15 do tipo ficha.

No interior do dispositivo 15 do tipo ficha estão apertados uma chapa inferior electricamente condutora 27, com uma palheta de ligação 28, bem como uma chapa superior electricamente condutora 31, com uma palheta de ligação 32. As palhetas de ligação 28 e 32 encontram-se desalinhadas entre si tanto na direcção lateral como também em altura, tal como se depreende ao comparar a fig. 1 com a fig. 3.

Entre a chapa superior 27 e a chapa inferior 31 está apertado um elemento de aquecimento 33 de cerâmica térmica (elemento com um coeficiente de temperatura positivo; elemento PTC), através do qual é conduzida corrente eléctrica por meio do cabo de alimentação 13, das palhetas de ligação 28 e 32, bem como das chapas 27 e 31. 0 elemento de aquecimento apresenta um elevado coeficiente de temperatura positivo e permite assim um ajuste para uma determinada temperatura de aquecimento predefinida pela temperatura nominal de actuação, sem que se possa verificar um sobreaquecimento ou uma sobreintensidade de corrente, tal como já se abordou pormenorizadamente na descrição inicial. Se o aparelho de aquecimento for utilizado por exemplo como aquecedor de imersão, a temperatura nominal de actuação poderá ser por exemplo de 120 °C. Se a água a aquecer se evaporar devido a falta de atenção e o aquecedor de imersão ficar portanto a "trabalhar em seco", não se verificam aqui nem um sobreaquecimento nem uma intensidade de corrente elevada, tendo portanto sido tomadas as medidas para garantir a segurança. Para poder ajustar uma temperatura inferior à temperatura nominal de actuação, só se torna necessário reduzir a intensidade da corrente que flui através do elemento. 15 \ 'Ρ /ν /‘..Λ,/ A chapa superior 31 apresenta uma zona saliente 19, que do seu lado de baixo está em contacto termicamente condutor com o elemento de aquecimento 33. Com a sua face superior 34 a zona saliente 19 actua como uma superfície de contacto térmico 35, através da qual o calor gerado no elemento de aquecimento 33 é transmitido para o exterior, por condução térmica.

Também a chapa inferior 27 apresenta uma saliência 36, sobre a qual se encontra disposto o elemento de aquecimento 33. Esta saliência 36 entra, em conjunto com o elemento de aquecimento 33 nela assente, de tal maneira pelo lado de baixo na reentrância correspondente à saliência 19, que se forma uma cavidade de encaixe 37 para o elemento de aquecimento 33, como se reconhece mais nitidamente na representação em corte de uma vista lateral representada na fig. 4. Nesta cavidade de encaixe 37 o elemento de aquecimento 33 está encaixado de maneira imperdí-vel.

Na representação explodida da fig. 4 o dispositivo 15 do tipo ficha está de tal maneira expandido que a parte complementar 17 está disposta à esquerda das chapas 27, 31, bem como do elemento de aquecimento 33, encontrando-se o suporte autoportan-te 16, desenhado de forma parcialmente interrompida, à direita daquele elemento. Reconhece-se que na parte complementar 17 estão previstas ranhuras 38 e 39 para o guiamento das chapas 27 ou 31. 0 afastamento entre as ranhuras 38 e 39, que de resto também existem no suporte autoportante 16, está escolhido de tal maneira que as chapas 27, 31, quando o elemento de aquecimento 33 está encaixado entre elas, são comprimidas uma contra a outra quando estiverem inseridas nas ranhuras 38, 39, de tal maneira que se verifica uma muito boa transferência de calor do elemento de aquecimento 33 para as partes salientes 19 e 36. Através destas partes salientes 19 e 36 efectua-se igualmente a entrada e a saída de corrente eléctrica. As ranhuras 38 e 39 encaminham-se de resto tanto na parte complementar 17 como também no suporte 16

S \A/* v

/ 16 dc modo a formarem um IJ, de maneira que as chapas 27, 31 e o elemento de aquecimento 33 alojado entre as mesmas se encontram encaixadas de maneira imperdivel no dispositivo 15 do tipo ficha, quando este estiver na sua posição de encaixe. No suporte 16 e na parte complementar 17 estão previstos ressaltos de engate 40a e 40b, de modo que o dispositivo 15 do tipo ficha encaixado fica firmemente encravado.

Na fig. 4 reconhece-se além disso que na parte complementar 17 está prevista uma abertura de passagem 41 para a palheta de ligação 32. Também para a palheta de ligação 28 está prevista uma abertura de passagem deste tipo, que no entanto, devido à posição do corte da fig. 4, não se reconhece nessa vista.

Para finalizar deverá referir-se ainda que o suporte 16 e a parte complementar 17 formam um dispositivo de fixação por aperto 42 independente da caixa 11, dispositivo de aperto esse que comprime as chapas 27, 31 contra o elemento de aquecimento 33.

Na fig. 4 reconhece-se que o afastamento entre as chapas 27 e 31 na zona exterior às saliências 19 e 36 em forma de chapéu é maior do que a espessura do elemento de aquecimento 33, configuração esta que se obtém pela quinagem escolhida para as chapas 27 e 31. Para dispor de um bom isolamento entre as chapas 27 e 31 pode estar prevista entre estas chapas e exteriormente ao elemento de aquecimento 33 uma matéria isolante 43 da maneira que se encontra esboçada na fig. 4 à esquerda do elemento de aquecimento 33.

Finalmente deverá chamar-se ainda a atenção para um controlador de temperatura 45 utilizado opcionalmente e indicado esquematicamente na fig. 1, controlador esse que pode ser aplicado para regular a temperatura sempre que se pretende uma temperatura mais baixa do que a preestabelecida pela temperatura nominal de actuação dos elementos de aquecimento de coeficiente de tem- 17 peratura positivo. No caso mais simples o controlador de temperatura 45 actua como um limitador de corrente, ajustável por meio de um botão de ajuste 46, limitador esse que limita a corrente que atravessa os elementos de aquecimento na dependência da posição do botão de ajuste 46, ajustando assim o aquecimento dos elementos de aquecimento para um valor situado abaixo da temperatura nominal de actuação.

Lisboa, 10 de Dezembro de 2001

18

Claims

r\

Λ Λ ί \ -f ν / VjV

REIVINDICAÇÕES 1. Aparelho de aquecimento eléctrico, que terá designadamente a forma de um corpo de imersão (20), destinado ao aquecimento e/ou ao condicionamento da temperatura de líquidos, comportando pelo menos um elemento de aquecimento (33), que aquece em consequência da corrente eléctrica que o atravessa e que liberta calor para o meio exterior, sendo o elemento de aquecimento (33), que será em número de pelo menos um, feito de cerâmica térmica e estando o mesmo alojado numa caixa (11) termicamente condutora, mas electricamente isolante, com a qual aquele elemento tem uma ligação termicamente condutora, estando o elemento de aquecimento (33) apertado entre duas chapas (27, 31) ou placas electricamente condutoras, chapas essas através das quais se efectua a alimentação de corrente eléctrica, caracterizado por se prever um dispositivo de aperto (42) independente da caixa (11) e das chapas (27, 31) , dispositivo esse que comprime as chapas (27, 31) e o elemento de aquecimento (33), e fazendo com que as chapas (27, 31) estejam configuradas com uma saliência (19, 36) ou com uma reentrância com uma secção transversal condizente, de tal maneira que formam entre si uma cavidade de encaixe (37) para o elemento de aquecimento (33), estando pelo menos uma (31) das chapas (27, 31) provida de uma zona proeminente (19), que sobressai em relação ao dispositivo de aperto (42) , zona essa que serve de superfície de contacto térmico (35).
2. Aparelho de aquecimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o dispositivo de aperto (42) ter a configuração de um suporte (16) autoportante, no qual as chapas (27, 31) são inseridas sob tensão, sobressaindo as chapas (27, 31) pelo menos parcialmente em relação ao suporte (16). 1

ί’
3. Aparelho de aquecimento de acordo com qualquer das reivindicações 1 ou 2, caracterizado por o dispositivo de aperto (42) ser fabricado a partir de uma matéria sintética com uma elevada resistência à temperatura.
4. Aparelho de aquecimento de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por ao suporte (16) estar associada uma parte complementar (17) que encrava naquele suporte de tal maneira que as chapas (27, 31) e o elemento de aquecimento (33) são encaixados de maneira imperdível.
5. Aparelho de aquecimento de acordo com a reivindicação 4, ca racterizado por o suporte (16) e/ou a parte complementar (17) terem a configuração de um dispositivo (15) do tipo ficha com ranhuras (38, 39) para o guiamento e o encaixe das chapas (27, 31) .
6. Aparelho de aquecimento de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizado por se preverem palhetas de ligação (28, 32) nas chapas (27, 31), palhetas essas que se pro-jectam para o lado de fora do dispositivo de aperto (42).
7. Aparelho de aquecimento de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizado por o dispositivo de aperto (42) estar embebido na caixa (11) em conjunto com as chapas (27, 31) encaixadas naquele dispositivo e com o elemento de aquecimento (33), estando a superfície de contacto térmico (35) encostada ao lado de dentro da caixa (11).
8. Aparelho de aquecimento de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por se preverem meios de aperto (22) que comprimem a superfície de contacto térmico (35) contra a caixa (11) . 2
9. Aparelho de aquecimento de acordo com qualquer das reivindi cações 1 a 8, caracterizado por as chapas (27, 31) serem pro fundamente repuxadas.

Lisboa, 10 de Dezembro de 2001 /agente oficial da propriedade industrial 3