ES2249548T3 - Dispositivo calentador de radiacion infrarroja. - Google Patents
Dispositivo calentador de radiacion infrarroja.Info
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Abstract
Dispositivo calentador de radiación infrarroja, muy especialmente dispositivo difundiendo una radiación de tipo "larga", presentándose este dispositivo como un panel (2) compuesto, en combinación: - de un elemento de fondo (3), del tipo placa o bandeja, sirviendo de soporte a los otros elementos (4, 5) del panel (2); - de un elemento intermedio (4) soportando al menos una cinta metálica calentadora (12) apta a conectarse a una fuente eléctrica exterior y a emitir entonces una radiación de tipo "medio"; y - de un elemento anterior (5), de tipo placa o tapa, de baja inercia térmica, mantenida delante del elemento intermedio (4) y apta a reemitir una radiación infrarroja de tipo "largo", caracterizado porque el elemento intermedio (4) es eléctricamente y térmicamente aislante y porque la cinta metálica calentadora (12) está soportada sobre su cara opuesta al elemento de fondo (3).
Description
Dispositivo calentador de radiación
infrarroja.
La presente invención se refiere, de manera
general, a un dispositivo calentador de radiación infrarroja.
Especialmente, esta invención se interesa a un dispositivo
calentador de baja inercia térmica, emitiendo una radiación en el
campo del infrarrojo "largo", y destinado a aplicaciones
industriales diversas tales como calefacción, cocción o secado,
necesitando este tipo de radiación. Tal dispositivo calentador está
conocido por el documento
US-A-3317707.
Recordaremos que el infrarrojo "largo"
corresponde a una longitud de onda del orden de 5 \mum, cuando el
infrarrojo "medio" corresponde a una longitud de onda del orden
de 2,5 \mum.
Se conocen actualmente unos emisores de radiación
infrarroja "larga" que utilizan planchas calentadas para la
parte trasera mediante tubos de cuarzo o de lámparas infrarrojas,
que son componentes costosos, frágiles y de corta duración de vida.
Se utilizan también unas resistencias eléctricas calentadoras
blindadas, que tienen una inercia elevada, lo que puede representar
un inconveniente en un cierto número de aplicaciones. Tal es el
caso, por ejemplo, en los procesos de cocción del mastic
interviniendo en la industria automóvil, o para otros tratamientos
térmicos análogos que necesitan la utilización de una radiación
infrarroja "larga", pero exigen simultáneamente una inercia
térmica tan baja como posible.
La presente invención tiende a eliminar los
inconvenientes de los emisores de radiación infrarroja "larga"
actuales, proporcionando un dispositivo calentador sólido, fiable y
económico, y de baja inercia térmica, susceptible de sustituir
ventajosamente estos emisores actuales.
A tal efecto, la invención tiene por objeto un
dispositivo calentador de radiación infrarroja, muy especialmente un
dispositivo difundiendo una radiación infrarroja de tipo
"larga", presentándose este dispositivo como un panel
compuesto, en combinación:
- de un elemento de fondo, del tipo placa o
bandeja, sirviendo de soporte a los otros elementos del panel;
- de un elemento intermedio eléctricamente y
térmicamente aislante soportando, sobre su cara opuesta al elemento
de fondo, al menos una cinta metálica calentadora apta a conectarse
a una fuente eléctrica y a emitir entonces una radiación infrarroja
de tipo "medio", y
- de un elemento anterior, de tipo placa o tapa,
de baja inercia térmica, mantenida delante del elemento intermedio y
apto a reemitir una radiación infrarroja de tipo "larga".
Así, la idea a la base de la presente invención
consiste en combinar un elemento emisor de radiación infrarroja
"media", y otro elemento que difunde y reemite esta radiación,
en forma de una radiación infrarroja "larga", teniendo este
otro elemento una baja inercia térmica.
En una forma de realización ventajosa de la
invención, el elemento intermedio eléctricamente y térmicamente
aislante, soportando la o las cintas metálicas calentadoras, está
constituido por una superposición de dos o varias placas de material
cerámico, con preferencia de cerámica de fibras largas, teniendo
este último material la ventaja de no presentar ningún peligro.
Para minimizar la inercia térmica del
dispositivo, el elemento anterior del tipo placa o tapa es
ventajosamente un elemento metálico de relativamente poco espesor y
masa; además, este elemento metálico está tratado en superficie para
favorecer la difusión térmica y la reemisión de radiación infrarroja
de tipo "larga".
En el caso de un elemento de fondo en forma de
bandeja, este está ventajosamente provisto, sobre sus bordes
plegados longitudinales y/o transversales, de tirantes que mantienen
el elemento anterior del tipo placa o tapa a distancia del elemento
de fondo, evitando así un contacto directo entre estos dos
elementos. Se minimiza así el "puente térmico" entre los
elementos, lo que contribuye todavía más a reducir la inercia
térmica.
En el caso de un elemento anterior conformado en
tapa, éste tiene unos bordes plegados longitudinales y transversales
que recubren, exteriormente y sin contacto directo, los bordes
plegados longitudinales y transversales correspondientes del
elemento de fondo conformado en bandeja. Sin embargo, se prevé
ventajosamente en este caso de medios de retención, de tipo varilla
o tornillo, uniendo con juego los bordes plegados longitudinales y/o
transversales del elemento anterior, conformado en tapa, a los
bordes plegados longitudinales y/o transversales correspondientes al
elemento de fondo conformado en bandeja. El elemento anterior del
dispositivo se encuentra así retenido, contra el riesgo de
levantamiento o de caída (según la orientación del dispositivo),
minimizando aquí también el "puente térmico".
Según un modo de realización de la invención, el
elemento anterior del tipo placa o tapa lleva, en su región central,
una sonda de temperatura que es especialmente prevista para la
regulación automática de la temperatura del dispositivo
calentador.
Finalmente, este dispositivo calentador puede
comprender, sobre uno de sus lados longitudinales o transversales,
una caja de empalme eléctrico, utilizada para la alimentación de la
o de las cintas calentadoras a partir de la fuente eléctrica
exterior, y también para el empalme de la sonda de temperatura.
En el conjunto, la invención proporciona así un
dispositivo calentador en forma de panel, de espesor relativamente
reducido por consiguiente compacto, y de una estructura
mecánicamente sencilla y sólida, en consecuencia fiable y económica,
de alto rendimiento y reactividad sobreelevada, y pudiendo regularse
fácilmente en temperatura, lo que lo hace particularmente adaptado
para aplicaciones industriales, para tratamientos térmicos que
necesitan una radiación infrarroja "larga".
La invención se entenderá mejor mediante la
descripción a continuación, haciendo referencia al dibujo
esquemático anexo representando, a título de ejemplo, una forma de
ejecución de este dispositivo calentador de radiación
infrarroja:
La figura 1 es una vista de conjunto, en
perspectiva en despiece, de un dispositivo calentador según la
invención;
La figura 2 es una vista en perspectiva del
elemento calentador de la figura 1, en estado ensamblado;
La figura 3 es una vista en sección transversal
del dispositivo calentador de las figuras 1 y 2;
La figura 4 es una vista parcial, en sección
transversal y a mayor escala, de este dispositivo calentador,
ilustrando un detalle.
Como lo muestran las figuras 1 y 2, el
dispositivo calentador, se presenta como un panel rectangular
designado globalmente por la referente 2, se compone de tres
elementos principales, a saber: un elemento de fondo 3, un elemento
intermedio 4 y un elemento anterior 5:
El elemento de fondo 3 está conformado en bandeja
rectangular, siendo este elemento 3 metálico y sirviendo de soporte
a los dos otros elementos 4 y 5. Esta bandeja 3 presenta dos bordes
plegados longitudinales 6, y dos bordes plegados transversales 7.
Cuatro tirantes metálicas 8 están soldados sobres los bordes
plegados longitudinales 6 de la bandeja 3, y sobresalen por encima
de la bandeja, en las regiones de los cuatro ángulos del panel
2.
El elemento intermedio 4, recibido en el interior
del fondo 3, se compone en el ejemplo representado de tres placas
rectangulares superpuestas 9, 10 y 11, de material cerámico
especialmente de fibras largas. Este elemento intermedio soporta,
sobre su cara opuesta al elemento de fondo 3 (aquí su cara
superior). Una cinta metálica calentadora 12. Se trata en particular
de una cinta metálica plana, ondulada, que se encuentra situada y
fijada por unos puntos sobre la última placa 11 de material
cerámico.
El elemento anterior 5 se presenta como una tapa
rectangular, metálica, provista de dos bordes plegados
longitudinales 13 y de dos bordes plegados transversales 14. Las
dimensiones (longitud y anchura) de la tapa 5 son ligeramente
superiores a las de la bandeja 3. Esta tapa 5 es de poco espesor,
por consiguiente de poca masa, lo que reduce su inercia térmica.
Además, está tratada en superficie, por ennegrecimiento, para
mejorar la difusión térmica y la radiación.
La tapa 5 está puesta sobre los cuatro tirantes
8, de tal manera que, teniendo en cuenta la relación dimensional
indicada más arriba, sus bordes plegables longitudinales 13 y
transversales 14 recubren exteriormente y sin contacto directo, los
bordes plegados longitudinales 6 y transversales 7 correspondientes
de la bandeja 3. Además, los diferentes bordes plegados 6, 7, 13 y
14 comprenden, por ejemplo a media longitud, unos agujeros tales
como 15 y 16 que permiten el paso de órganos 17 de tipo varilla o
tornillo, asegurando una unión (con juego) entre la tapa 5 y la
bandeja 3 - ver en particular las figuras 3 y 4.
En una de sus extremidades, el panel 2 comprende
una caja de empalme eléctrico 18, que permite la alimentación
eléctrica de la cinta calentadora 12 a partir de una fuente
eléctrica exterior, mediante un cable eléctrico (no representado).
La caja de empalme 18 permite también el empalme de una sonda de
temperatura 19, tal como un termopar, situado debajo de la tapa 5,
en el centro de ésta.
El conjunto de la estructura, anteriormente
descrita, puede montarse sobre dos perfiles inferiores 20, paralelos
entre ellos, que permiten su fijación sobre cualquier bastidor u
otra estructura de soporte.
Durante el funcionamiento del panel calentador 2,
la cinta 12 recorrida por una corriente eléctrica, emite en el
interior de este panel 2 una radiación infrarroja "media". La
tapa 5 reemite entonces, difundiéndola al exterior, una radiación
infrarroja "larga", que asegura el tratamiento térmico deseado,
según la aplicación. La sonda de temperatura 19 permite una
regulación de la temperatura de calentamiento del panel 2.
Si está utilizado horizontalmente y con su tapa 5
orientada hacia arriba, como ilustrado en el dibujo, el panel 2
constituye especialmente un "piso calentador". Sin embargo, el
mismo panel 2 también puede utilizarse horizontalmente pero con su
tapa 5 orientado hacia abajo, en este caso constituye un "techo
calentador" o también verticalmente para constituir una "pared
calentadora". Evidentemente, este panel 2 puede utilizarse solo o
asociado a otros paneles similares, de misma orientación o de
orientación diferente según las aplicaciones.
No se apartaría del marco de la invención, tal
como definido en las reivindicaciones anexas:
- modificando las dimensiones del
dispositivo;
- previendo unas placas de cerámica en un número
más o menos elevado;
- recurriendo a todos los metales equivalentes,
por ejemplo sustituyendo las placas de cerámica por unas placas en
otro material mineral u orgánico, eléctricamente y térmicamente
aislante;
- modificando el número y/o la disposición de las
cintas calentadoras, o cualquier otro detalle constructivos;
- utilizando el dispositivo en todas las
posiciones, que ésta sea horizontal, vertical o inclinada;
- destinando este dispositivo a todos tipos de
aplicaciones, tales como calefacción, secado, cocción, etc... en
todo tipo de industrias necesitando tratamientos térmicos.
Claims (8)
1. Dispositivo calentador de radiación
infrarroja, muy especialmente dispositivo difundiendo una radiación
de tipo "larga", presentándose este dispositivo como un panel
(2) compuesto, en combinación:
- de un elemento de fondo (3), del tipo placa o
bandeja, sirviendo de soporte a los otros elementos (4,5) del panel
(2);
- de un elemento intermedio (4) soportando al
menos una cinta metálica calentadora (12) apta a conectarse a una
fuente eléctrica exterior y a emitir entonces una radiación de tipo
"medio"; y
- de un elemento anterior (5), de tipo placa o
tapa, de baja inercia térmica, mantenida delante del elemento
intermedio (4) y apta a reemitir una radiación infrarroja de tipo
"largo", caracterizado porque el elemento intermedio (4)
es eléctricamente y térmicamente aislante y porque la cinta metálica
calentadora (12) está soportada sobre su cara opuesta al elemento de
fondo (3).
2. Dispositivo calentador de radiación infrarroja
según la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento
intermedio (4) eléctricamente y térmicamente aislante, soportando la
o las cintas metálicas calentadoras (12), está constituido por una
superposición de dos o varias placas de material cerámico (9, 10,
11) con preferencia de cerámica de fibras largas.
3. Dispositivo calentador de radiación infrarroja
según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el
elemento anterior (5), del tipo placa o bandeja, es un elemento
metálico de relativamente poco espesor y masa, tratado en superficie
para favorecer la difusión térmica y la reemisión de radiación
infrarroja de tipo "larga".
4. Dispositivo calentador de radiación infrarroja
según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3,
caracterizado porque el elemento de fondo (3), en forma de
bandeja, está provista, sobre sus bordes plegados longitudinales (6)
y/o transversales (7), de tirantes (8) que mantienen el elemento
anterior (5) del tipo placa o tapa a distancia del elemento de fondo
(3), evitando un contacto entre estos dos elementos (3, 5).
5. Dispositivo calentador de radiación infrarroja
según la reivindicación 4, caracterizado porque el elemento
anterior (5), conformado en tapa, tiene unos bordes plegados
longitudinales (13) y transversales (14) que recubren exteriormente
y sin contacto directo, los bordes plegados longitudinales (6) y
transversales (7) correspondientes del elemento de fondo (3),
conformado en bandeja.
6. Dispositivo calentador de radiación infrarroja
según la reivindicación 5, caracterizado porque están
previstos unos medios de retención de tipo varilla o tornillo,
uniendo con juego los bordes plegados longitudinales (13) y/o
transversales (14) del elemento anterior (5), conformado en tapa, a
los bordes plegados longitudinales (6) y/o transversales (7)
correspondientes del elemento de fondo (3), conformado en
bandeja.
7. Dispositivo calentador de radiación infrarroja
según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6,
caracterizado porque el elemento anterior (5), de tipo placa
o tapa, lleva en su región central una sonda de temperatura (19),
especialmente prevista para la regulación automática de la
temperatura de este dispositivo calentador (2).
8. Dispositivo calentador de radiación infrarroja
según la reivindicación 7, caracterizado porque comprende,
sobre uno de sus lados longitudinales o transversales, una caja de
empalme eléctrico (18), para la alimentación eléctrica de la o de
las cintas calentadoras (12) a partir de la fuente eléctrica
exterior y para el empalme de la sonda de temperatura (19).
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