ES2253196T3 - Procedimiento de fabricacion de un elemento calefactor para aparatos de calefaccion o de coccion, elemento calefactor obtenido de esta manera y aparatos asi equipados. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la fabricación de un elemento calefactor para aparatos de calefacción o de cocción, del tipo que comprende un medio calorífico asociado a un disipador térmico, caracterizado porque consiste en situar en el interior de un molde (M1, M2) un medio calorífico (1) que desarrolla funciones de núcleo, adaptándose dicho medio así como la pared interna del molde a las formas y dimensiones del elemento calefactor que se trate de realizar, comportando dicho medio calorífico (1) al menos una envolvente de material fundible, y en verter en el molde un material fundido constituido por una aleación especialmente férrica con una temperatura de fusión sensiblemente equivalente a la de la indicada envolvente del medio calorífico, presentando dicha envolvente un espesor y una inercia térmica suficientes para permitir una fusión superficial de la envolvente sin deteriorarla.

Description

Procedimiento de fabricación de un elemento calefactor para aparatos de calefacción o de cocción, elemento calefactor obtenido de esta manera y aparatos así equipados.

La presente invención hace referencia a la fabricación de elementos calefactores destinados a aparatos de calefacción por radiación, convección o acumulación así como a aparatos de cocción tales como, por ejemplo, parrillas.

A través del documento EP 0 456 173 se ha divulgado un procedimiento para la fabricación de un elemento calefactor para aparatos de calefacción, del tipo que comprende un medio calorífico asociado a un disipador térmico, en el que se sitúa un medio calorífico en un molde que presenta la forma y las dimensiones del elemento calefactor, y se cuela en dicho molde aluminio en estado de fusión.

El objetivo de la invención estriba en realizar elementos del tipo que comprenden, por una parte, un medio generador de calor, tal como una resistencia eléctrica alojada en el interior de una funda metálica o de otro material apropiado o un fluido conductor de calor que circule por el interior de una funda apropiada, y, por otra parte, un disipador térmico estrechamente asociado al indicado calefactor, y estriba más exactamente en proponer una técnica de fabricación de los expresados elementos que convierte en más eficaces las transferencias térmicas entre la fuente suministradora de calor y el disipador.

Al indicado efecto, la invención tiene por objeto un procedimiento para la fabricación de un elemento calefactor para aparatos de calefacción o de cocción, del tipo que comprenden un medio calorífico asociado a un disipador térmico, caracterizado porque consiste en situar en un molde un medio calorífico que desarrolla funciones de núcleo, estando adaptados dicho medio al igual que la pared interna del molde a la forma y a las dimensiones del elemento calefactor que se trate de realizar, comportando el indicado medio calorífico al menos una envolvente de material fundible, y en verter en el indicado molde un material fundido constituido por una aleación, especialmente una aleación férrea, con una temperatura de fusión sensiblemente equivalente a la de la referida envolvente del medio calorífico, presentando esta envolvente un espesor y una inercia térmica suficientes para permitir una fusión superficial de la indicada envolvente sin llegar a deteriorarla.

De esta manera resulta posible obtener un elemento calefactor constituido por un elemento calorífico, tal como, por ejemplo, una resistencia eléctrica alojada en una envolvente metálica o en un tubo de un producto vítreo bajo halógeno, inmersa en la masa de un material a base de una aleación férrica, tal como, por ejemplo, fundición grisa, garantizando la fusión superficial de la envolvente de la resistencia en contacto con la indicada aleación, cuando se lleva a cabo el moldeo, un íntimo enlace entre los materiales que proporciona un grado óptimo de eficacia en lo que hace referencia a las transferencias térmicas.

Queda suprimida cualquier pantalla, tal como unos intersticios o una mínima capa de aire, entre la resistencia y el correspondiente disipador, y la calidad de la unión determina un mayor grado de longevidad del elemento calefactor así como la eliminación de los diferenciales de dilatación, que están en el origen de ruidos y de esfuerzos, entre la resistencia y el correspondiente difusor térmico.

El medio calorífico puede hallarse constituido, además de por las resistencias blindadas o con una envolvente de un producto vítreo, por un fluido conductor del calor que circule a lo largo de una envolvente de material apropiado, o incluso por la combinación en un mismo elemento calefactor por dos diferentes fuentes fuentes de suministro de calor, tal como, por ejemplo, una resistencia eléctrica blindada y un fluido transportador de calor tal como agua.

Otras características y ventajas se desprenderán de la descripción que figura a continuación, relativa a unas formas de puesta en práctica de la invención, descripción que se da únicamente a titulo de ejemplo y haciendo referencia a los dibujos anexos, en los
que:

- la figura 1 es una vista en perspectiva de un elemento calefactor de acuerdo con la invención,

- en la figura 1a se ha representado la única resistencia eléctrica del elemento calefactor que se ha representado en la figura 1,

- la figura 2 es una vista en sección según la linea II-II del elemento calefactor representado en la figura 2,

- la figura 3 es una vista en sección según la línea III-III del elemento calefactor representado en la figura 1,

- la figura 4 es una vista esquemática de un aparato de calefacción por radiación equipado con un elemento calefactor de acuerdo con la invención,

- la figura 5 es una vista esquemática de un aparato de calefacción por convección equipado con un elemento calefactor realizado de acuerdo con la invención,

- la figura 6 es una vista esquemática de un aparato de calefacción convectivo con acumulación equipado con un elemento calefactor realizado de acuerdo con la invención,

- la figura 7 es una vista esquemática de un aparato de calefacción convectivo con acumulación equipado con un elemento calefactor de acuerdo con la invención, y

- la figura 8 es una vista esquemática de una parrilla eléctrica equipada con un elemento calefactor de acuerdo con la invención.

En las figuras 1 a 3 se ha representado un elemento calefactor realizado de acuerdo con el procedimiento que constituye objeto de la invención.

El indicado elemento se halla constituido por una resistencia eléctrica blindada 1 inmersa en una placa 2 de una aleación férrica, provista de acanaladuras 2 en sus dos caras.

La placa 2 presenta una forma general rectangular y se halla provista en una de sus caras y en sus cuatro vértices de unos pies 4, destinados a la permitir la fijación del elemento calefactor sobre el chasis del aparato receptor.

La resistencia eléctrica 1, que puede ser, por ejemplo, una resistencia blindada de tipo convencional que comprenda un conductor eléctrico inmerso en magnesia comprimida y alojado en una funda o envolvente metálica, se halla dispuesto sobre un trayecto sinuoso en el interior del espesor de la placa 2.

La resistencia 2 ha sido representada aislada y con un trazo continuo en la figura 1a y con un trazo discontinuo inmersa en la placa 2 en la figura 1. Únicamente las extremidades 1a, 1b sobresalen de la placa 2 a través de una amplia escotadura 5 prevista en uno de los bordes longitudinales de la referida placa 2.

Las referidas extremidades 1a, 1b se hallan enfrentadas y ponen al descubierto las extremidades desnudas de la resistencia eléctrica 6, en vistas a permitir su conexionado al circuito eléctrico del correspondiente aparato.

La resistencia 1 se extiende sobre un plano que coincide (figura 2) con el plano de simetría de la placa 2.

En la parte correspondiente a la resistencia 1, la placa 2 presenta un abultamiento tubular 7 que coincide con el trazado de esta resistencia.

De acuerdo con la invención, el procedimiento para la fabricación del elemento calefactor 1+2 representado en la figura 1, consiste en conformar la resistencia 1 tal como se ha representado en la figura 1a y en dotar a las zonas extremas 1a, 1b de la misma de un núcleo protector B que recubre dichas extremidades.

Este núcleo B puede ser, por ejemplo, de arena, de cerámica, de poliestireno o de cualquier otro material apropiado, y se destina a proteger las expresadas extremidades 1a, 1b y en delimitar la escotadura 5 prevista en la placa 2.

A continuación, se sitúa el conjunto 1, B en el interior de un molde integrado por dos partes M1, M2 (figura 2) cuya pared interna presenta una forma que es función de la forma y las dimensiones de la placa 2. El referido conjunto 1, B puede quedar fijado en la posición correcta a través de cualquier medio apropiado, tal como, por ejemplo, por adhesión. De esta manera, el conjunto 1, B constituye un núcleo en el interior del molde M1, M2, que deberá quedar totalmente inmerso en una aleación, especialmente una aleación férrica liquida preferentemente dirigida hacia la parte inferior del molde a través de un conducto 9 (colado en la fuente), llenando el liquido poco a poco la totalidad del molde y aumentando de nivel en el interior del mismo, habiéndose previsto, como se comprende, unas aberturas de aireación en puntos apropiados.

La aleación férrica que en cada caso se utilice, tal como, por ejemplo, una fundición grisa, se elige o determina de manera que presente una temperatura de fusión próxima a la de la funda o envolvente de la resistencia 1. Por otra parte, esta funda debe presentar un espesor y una inercia térmica mínimas, con objeto de qué el contacto entre el material líquido colado y la referida funda o envolvente determine tan sólo una fusión superficial de la "piel" de dicha funda, sin causar ninguna clase de desperfectos en la misma.

De esta manera se obtiene un enlace íntimo entre los materiales integrantes de la funda o envolvente de la resistencia 1 y de la placa moldeada 2.

Después del enfriamiento, del desmoldeo y de haberse retirado el núcleo protector B, se obtiene el elemento calefactor que se ha representado en la figura 1.

El referido enlace íntimo entre los materiales determina un grado óptimo de eficacia a las transferencias térmicas entre la resistencia 1 y la placa 2 que desarrolla funciones de disipador o difusor térmico. Ello se traduce en un aumento de la longevidad del elemento calefactor, así como en la supresión de las dilataciones diferenciales, que son causa de ruidos y de esfuerzos, entre la resistencia 1 y el disipador 2.

La conducción del proceso de colado debe llevarse a cabo de manera que no se engendren zonas de sobrecalentamiento de la funda de la resistencia 1 en el interior del correspondiente molde.

Resulta posible utilizar otras técnicas de colado distintas de la indicada, respetando siempre la condición imperativa de que no se produzca el sobrecalentamiento al que se ha hecho referencia anteriormente.

El elemento calefactor representado en la figura 1 puede ser utilizado para equipar diferentes aparatos de calefacción eléctrica. En las figuras 4 y 5 se ha representado un aparato de calefacción por radiación y un aparato de calefacción por convención, respectivamente, a los que se ha incorporado dicho elemento calefactor (1, 2).

En la figura 6 se ha representado esquemáticamente un aparato de calefacción por convección de tipo de acumulación, que comprende tres elementos calefactores realizados de acuerdo con la invención, respectivamente, 10, 11 y 12, constituidos por una placa dispuesta sobre un plano envolviendo una resistencia eléctrica blindada 1. Las tres placas 10, 11 y 12 se hallan dispuestas de manera que obligan al flujo de aire a lamer el máximo de superficie de dichas placas, las cuales, por otra parte, se hallan dotadas en sus caras enfrentadas de una sucesión de nervaduras verticales 13 de canalización de dicho flujo de aire.

En la figura 7 se ha representado un aparato de calefacción por convección que comporta un elemento calefactor de forma cilíndrica constituido por una resistencia eléctrica 1 en forma de hélice, incluida en un disipador tubular 14 provisto interior de unas acanaladuras verticales 15 y recubierto exteriormente por un manguito aislante 16. El conjunto constituye una chimenea calefactora de convección natural (o forzada).

En la figura 8 se ha representado una placa de parrilla constituida por un elemento calefactor que comprende una resistencia eléctrica blindada 1 incluida en una placa 17, por ejemplo, de fundición gris, provista de una acanaladuras 18 en su cara superior.

Los elementos calefactores (10, 11, 12; 1, 14; 1, 17) representados en las figuras 6 a 8 han sido realizados de acuerdo con el procedimiento que constituye objeto de la invención. La forma y las dimensiones de la resistencia 1 y de la placa o elemento análogo (2, 10 a 12, 14, 17) que constituye el disipador pueden variar en función del tipo de aparato concreto que en cada caso se trate de equipar.

Debe hacerse notar que la superficie emisora del disipador (superficie acanalada o dotada de nervaduras) puede ser sometida a un tratamiento en vistas a conferirle unas propiedades térmicas mejoradas o especiales.

De esta manera la indicada superficie puede ser tratada mecánicamente o químicamente o puede ser revestida con una pintura negra, mate o reflectora para conferirle un estado que mejore los intercambios térmicos por radiación o por convección o para privilegiar una de estas formas de intercambio con respecto a la otra.

Igualmente, antes de llevar a cabo la colada del material que debe envolver la funda o envolvente de la resistencia 1, puede someterse a dicha funda o envolvente a un tratamiento por medio de un liquido o un polvo que contenga productos refractarios o aislantes, con el objetivo de evitar que sea atacada por la aleación colada, de reducir los choques térmicos experimentados por la resistencia, de ajustar la temperatura de fusión o de modificar las propiedades térmicas del disipador.

De una manera general, mediante la elección o la determinación del material integrante de la funda o envolvente de la resistencia o elemento análogo y/o del material integrante de la aleación colada, se actuará de manera que se alcance unas temperaturas próximas de fusión de estos materiales, pudiendo igualmente alcanzarse esta adaptación o adecuación de las temperaturas de fusión de los dos materiales de que se trate a través de cualquier otra técnica.

La resistencia 1 puede pertenecer a un tipo distinto del de las resistencias blindadas de tipo tradicional, pudiendo, por ejemplo, hallarse constituida por un filamento bajo halógeno alojado en un tubo de vidrio, cuarzo o análogo, cuya temperatura de fusión sea próxima a la de la aleación que se pretenda utilizar.

La funda metálica de la resistencia 1 puede eventualmente hallarse dotada de aletas difusoras.

Debe hacerse notar que en los diferentes ejemplos de realización a los que se ha hecho referencia una misma placa o elemento análogo (2, 10 a 12, 14, 16) puede comportar varias resistencias 1 conexionadas en paralelo.

A titulo de variante, cabe igualmente imaginar como medio calefactor, en lugar y en sustitución de la resistencia eléctrica 1, un fluido transportador de calor, tal como agua u otro fluido, que circule a lo largo de una envolvente metálica sumergida en un material de aleación especialmente férrico de acuerdo con la presente invención.

Un elemento calefactor realizado de acuerdo con la presente invención podría asimismo constituirse a base de dos fuentes caloríficas diferentes, pudiendo por ejemplo hallarse constituido por la asociación de una resistencia eléctrica blindada y un fluido transportador de calor, pudiendo estas dos fuentes ya sea hallarse yuxtapuestas, ya sea ser solidarias una de otra, y pudiendo eventualmente las dos correspondientes envolventes formar parte de un mismo conjunto monobloque. Como se comprende, estas dos envolventes deben ser tratadas como una envolvente única que debe quedar inmersa en el material colado.

En fin, la invención no debe evidentemente considerarse limitada a las formas de realización que se han representado y descrito anteriormente, sino que, por el contrario, cubre toda clase de variantes especialmente en lo que afecta a las formas y dimensiones de los medios calefactores, del disipador constituido por el material colado alrededor de dichos medios calefactores. La superficie del disipador puede hallarse revestida de cualquier clase de materiales (esmalte, teflón, pintura) que resulte adecuado en relación con la aplicación en cada caso prevista, y/o puede presentar unas formas que favorezcan el intercambio térmico, tales como salientes, aletas, etc.

Claims (12)

1. Procedimiento para la fabricación de un elemento calefactor para aparatos de calefacción o de cocción, del tipo que comprende un medio calorífico asociado a un disipador térmico, caracterizado porque consiste en situar en el interior de un molde (M1, M2) un medio calorífico (1) que desarrolla funciones de núcleo, adaptándose dicho medio así como la pared interna del molde a las formas y dimensiones del elemento calefactor que se trate de realizar, comportando dicho medio calorífico (1) al menos una envolvente de material fundible, y en verter en el molde un material fundido constituido por una aleación especialmente férrica con una temperatura de fusión sensiblemente equivalente a la de la indicada envolvente del medio calorífico, presentando dicha envolvente un espesor y una inercia térmica suficientes para permitir una fusión superficial de la envolvente sin deteriorarla.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la envolvente del medio calorífico, antes de llevar a cabo la colada, es sometida a un tratamiento.

3. Elemento calefactor obtenido de acuerdo con el procedimiento de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque se halla constituido por un medio calorífico (1) inmerso en la masa de una aleación especialmente férrica, comportando dicho elemento calorífico (1) al menos una envolvente cuya superficie exterior se funde conjuntamente con el material que la envuelve, constituyendo la indicada masa el disipador térmico (2).

4. Elemento calefactor según la reivindicación 1, caracterizado porque el referido medio calorífico (1) se elige dentro del grupo que comprende las resistencias eléctricas blindadas, la resistencias con halógeno bajo un tubo de producto vítreo y los fluidos conductores de calor que circulan por el interior de envolventes fundibles al menos superficialmente.

5. Elemento calefactor según la reivindicación 4, caracterizado porque el medio calorífico (1) comprende varias resistencias yuxtapuestas o alojadas en el interior de una envolvente común.

6. Elemento calefactor según la reivindicación 4, caracterizado porque el medio calorífico (1) comprende una resistencia eléctrica y un fluido transportador de calor, yuxtapuestos o alojados en el interior de una envolvente común.

7. Elemento calefactor según una de las reivindicaciones 3 a 6, caracterizado porque el referido medio calorífico (1) se halla embebido en una masa de fundición grisa.

8. Elemento calefactor según una de las reivindicaciones 3 a 7, caracterizado porque el referido disipador adopta la forma de una placa (2) que puede ser plana o no serlo.

9. Elemento calefactor según la reivindicación 8 caracterizado porque la referida placa (2, 10 a 12, 17) se halla dotada en al menos una de sus caras de acanaladuras, nervaduras o elementos análogos (3, 12, 15, 18).

10. Elemento calefactor según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque el referido disipador presenta una forma cilíndrica (14) y se halla dotado de canales interiores.

11. Elemento calefactor según una de las reivindicaciones 3 a 10, caracterizado porque la superficie del disipador es tratada mecánicamente o químicamente o se halla revestida de un material, en vistas a mejorar los intercambios térmicos o en vistas a conferirle unas particulares propiedades de intercambio térmico.

12. Aparato de calefacción o de cocción que comporta al menos un elemento calefactor de acuerdo con una cualesquiera de las reivindicaciones 3 a 11.