ES2329992T3 - Dispositivo de calentamiento que se puede calentar electricamente con un cuerpo calefactor adaptable. - Google Patents

Abstract

Dispositivo de calentamiento que se puede calentar eléctricamente con un cuerpo calefactor adaptable (10; 110; 210) y al menos un elemento calefactor dispuesto sobre el mismo (12; 111, 112; 211, 212), donde cada elemento calefactor presenta dos alambres calefactores por resistencia (12a, 12b; 111a, 111b, 112a, 112b; 211a, 211b; 212a, 212b) separados eléctricamente entre sí por un aislamiento intermedio fusible (20; 120, 121; 220, 221) y por al menos un elemento de fusible (14; 114; 214) se une mediante una línea de unión (22a, 22b; 122a, 122b, 122c; 222a, 222b) con una disposición de circuito (16; 116; 216) dispuesta alejada del cuerpo calefactor (10; 110; 210) para la conexión a una alimentación de tensión (18a, 18b; 118a, 118b; 218a, 218b); donde los dos alambres calefactores por resistencia (12a, 12b; 111a, 111b, 112a, 112b; 211a, 211b; 212a, 212b) de cada elemento calefactor (12, 111, 112; 211, 212) se conectan en serie con el elemento de fusible (14; 114; 214), caracterizado porque sobre el cuerpo calefactor (10; 110; 210) se dispone una placa de conexión (23; 123; 223) para la unión eléctrica del al menos un elemento calefactor (12; 111; 112; 211; 212 con la línea de unión (22) y sobre la placa de conexión (23; 123; 223), el al menos un elemento de fusible (14; 114; 214).

Description

Dispositivo de calentamiento que se puede calentar eléctricamente con un cuerpo calefactor adaptable.

La presente invención se refiere a un dispositivo de calentamiento que se puede calentar eléctricamente con un cuerpo calefactor adaptable y al menos un elemento calefactor dispuesto sobre el mismo. El al menos un elemento calefactor presenta dos alambres calefactores por resistencia separados eléctricamente entre sí por un aislamiento intermedio fusible y está unido por al menos un elemento de fusible mediante una línea de unión con una disposición de circuito dispuesta alejada del cuerpo calefactor para la conexión a una alimentación de tensión.

Un dispositivo de calentamiento de este tipo se conoce, a modo de ejemplo, a partir del documento EP 0 566 302 A1. Este dispositivo de calentamiento, particularmente una manta calefactora, presenta un elemento calefactor, que presenta un alambre calefactor interno y un alambre calefactor externo, que están separados eléctricamente entre sí por una capa aislante. Un extremo del elemento calefactor está unido con una disposición de circuito para la conexión a una alimentación de tensión. Los extremos libres alejados de la alimentación de tensión del elemento calefactor están unidos entre sí por un diodo rectificador. Por este diodo se deja pasar solamente una semionda de la tensión alterna eléctrica y, por tanto, un valor eficaz correspondiente de la corriente calefactora. Cuando se produce entre los dos alambres calefactores un cortocircuito, de este modo se puentea el diodo y un cortocircuito fusible responde a la corriente calefactora aumentada y desconecta el suministro de corriente. Con respecto a uno de los alambres calefactores se conecta en paralelo una disposición de diodos, cuya dirección de paso es opuesta a la dirección de paso del diodo de puenteo. En el exterior de la manta, el elemento calefactor está conectado por un acoplamiento enchufable desmontable mediante una línea de unión a una disposición de circuito dispuesta alejada.

El documento EP 0 910 227 A1 describe asimismo un dispositivo conocido de calentamiento con un elemento calefactor estructurado a partir de dos alambres calefactores por resistencia. Los alambres calefactores por resistencia están unidos en un extremo con una disposición de circuito. Los extremos alejados de la disposición de circuito de los alambres calefactores por resistencia están unidos directamente entre sí. El elemento calefactor se dispone enrollado varias veces con secciones adyacentes entre sí sobre la manta calefactora, de tal forma que con un sobrecalentamiento local se funde el aislamiento en varios sitios. Esto conduce a un flujo aumentado de corriente en el elemento calefactor, por lo que, a su vez, se funde un cortocircuito fusible. Esto conduce a una interrupción de la corriente
suministrada.

En los dispositivos de calentamiento conocidos está previsto proporcionar el cortocircuito fusible dentro de la disposición de circuito, que se funde en el caso de un flujo aumentado de corriente provocado por un cortocircuito y, de este modo, protege al usuario contra quemaduras o descargas eléctricas. Sin embargo, una fusión del elemento de fusible tiene como consecuencia la mayoría de las veces que se destruye o al menos daña considerablemente la disposición de circuito. La mayoría de las veces, los daños son irreparables, de tal forma que se tiene que desechar todo el dispositivo de calentamiento. Esto perjudica al medio ambiente.

Por lo demás, en los dispositivos de calentamiento conocidos, en los que la disposición de circuito se dispone alejada del cuerpo calefactor por una línea de unión, se produce en el caso de un cortocircuito un flujo aumentado de corriente dentro de la línea de unión, lo que representa una fuente de peligros adicional.

La presente invención se basa en el objetivo de mejorar un dispositivo de calentamiento que se ha mencionado al principio para que en el caso de un cortocircuito que actúa sobre el cuerpo calefactor se evite considerablemente la puesta en riesgo del usuario y no se dañe la disposición de circuito. Por lo demás, el dispositivo de calentamiento de acuerdo con la invención se tiene que poder producir de forma sencilla y económica.

Este objetivo se resuelve mediante las características de las reivindicaciones 1, 3 y 5. Las reivindicaciones dependientes se refieren a perfeccionamientos ventajosos.

De acuerdo con esto, sobre el conductor calefactor se dispone una placa de conexión para la unión eléctrica de al menos un elemento calefactor con la línea de unión y, a su vez, sobre la placa de conexión, el al menos un elemento de fusible. Los dos alambres calefactores por resistencia de cada elemento calefactor están conectados en serie con el elemento de fusible.

Con la medida de proporcionar directamente sobre el cuerpo calefactor el elemento de fusible que se funde con un cortocircuito que surge, la disposición de circuito dispuesta de forma alejada, por ejemplo, un conmutador intermedio de cordón, se puede seguir usando en el caso de cortocircuito. Esto ahorra costes durante el mantenimiento y protege al medio ambiente, ya que durante la eliminación de desechos llegan menos piezas a la basura doméstica.

De manera ventajosa, la placa de conexión presenta una placa de soporte, en la que los dos alambres calefactores por resistencia se fijan y contactan respectivamente mediante elementos de inmovilización eléctricamente conductores aplicados en la placa de soporte. De este modo, la producción es poco compleja. Además se proporcionan elementos de línea, que establecen una unión eléctricamente conductora entre los alambres calefactores por resistencia, el elemento de fusible y los conductores de la línea de unión. Se puede establecer, dependiendo del diseño del circuito, una unión eléctrica adecuada entre los componentes individuales.

De acuerdo con una realización adicional de la invención, sobre el cuerpo calefactor se dispone un elemento calefactor formado por dos alambres calefactores por resistencia. La disposición de circuito presenta una unidad de conmutación de dos etapas. Ésta se dispone en una sección de línea situada entre una conexión de tensión de alimentación y la conexión del lado de la línea de unión de uno de los alambres calefactores por resistencia. La unidad de conmutación de dos etapas consiste en una conexión en paralelo de un primer elemento de conmutación en la primera rama paralela y una conexión en serie formada por un segundo elemento de conmutación y un diodo en la segunda rama paralela. De manera particularmente ventajosa, en esta realización, la línea de unión está configurada con dos conductores. Esto permite una miniaturización con respecto a realizaciones anteriores, ya que se puede usar un acoplamiento enchufable de solamente 2 polos. Además, la unidad de conmutación de dos etapas permite el calentamiento del cuerpo calefactor hasta diferentes temperaturas.

De acuerdo con una realización aún más preferida, sobre el cuerpo calefactor se pueden disponer dos elementos calefactores. El segundo elemento calefactor se puede calentar adicionalmente o de forma separada con respecto al primer elemento calefactor. Cada uno de los elementos calefactores está formado por respectivamente dos alambres calefactores por resistencia. Con una disposición de elemento calefactor de este tipo es posible proporcionar, por ejemplo, en un cubrecolchón térmico, para una parte superior que se puede calentar asignada al tronco del usuario, una parte de pie adicional, que se puede calentar por separado.

Para separar la disposición de circuito o la línea de unión de forma sencilla del cuerpo calefactor, la línea de unión puede estar unida directamente o por un tramo de cordel con un acoplamiento enchufable desmontable, que presenta los contactos de conexión necesarios.

Una parte de enchufe del acoplamiento enchufable se puede disponer directamente sobre el cuerpo calefactor o la placa de conexión. Al menos un elemento de fusible se puede aplicar directamente en o sobre la parte de enchufe del lado del cuerpo calefactor o del lado de la línea de unión del acoplamiento enchufable. De este modo, por un lado se puede establecer una unión sencilla entre el cuerpo calefactor y la línea de unión, por otro lado, la parte de enchufe del lado del cuerpo calefactor o del lado de la línea de unión ofrece un alojamiento protegido del al menos un elemento de fusible. El elemento de fusible no es objeto de la invención.

En una disposición de elemento calefactor de acuerdo con el anterior ejemplo de realización, la línea de unión puede estar configurada por 3 conductores, sin embargo, la disposición de circuito asignada está construida de forma sencilla y con ahorro de costes. De este modo, la disposición de circuito en una sección de línea situada entre una primera conexión de tensión de alimentación y la conexión del lado de la línea de unión del primer alambre calefactor por resistencia del primer elemento calefactor puede presentar una primera unidad de conmutación para la conmutación del primer elemento calefactor, que consiste en una conexión en paralelo de un primer elemento de conmutación en la primera rama paralela y una conexión en serie formada por un segundo elemento de conmutación y un diodo en la segunda rama paralela. Para calentar por separado la parte de pie, la disposición de circuito presenta en una sección de línea situada entre la primera conexión de tensión de alimentación y la conexión de entrada asignada del primer alambre calefactor por resistencia del segundo elemento calefactor, una segunda unidad de conmutación para la conmutación del segundo elemento de conmutación, que consiste en una conexión en paralelo de un tercer elemento de conmutación en la primera rama paralela y una conexión en serie formada por el segundo elemento de conmutación y un diodo en la segunda rama paralela. Con esta construcción sencilla de circuito se puede realizar un dispositivo de calentamiento seguro y con ahorro de componentes con zonas de calentamiento que se pueden calentar por separado.

De acuerdo con una realización todavía más preferida, sobre el cuerpo calefactor se disponen asimismo dos elementos calefactores, que estén formados respectivamente por dos alambres calefactores por resistencia. El segundo elemento calefactor se puede calentar de forma separada con respecto al primer elemento calefactor mediante el método de la separación de las semiondas de red. En esta realización, la línea de unión está configurada por dos conductores, lo que contribuye a su vez a la miniaturización particularmente de la unión enchufable usada.

De acuerdo con esta realización, la disposición de circuito presenta en una sección de línea situada entre una primera conexión de tensión de alimentación y la conexión correspondiente del cuerpo calefactor una unidad de conmutación de dos etapas que consiste en una conexión en paralelo de una conexión en serie formada por un primer elemento de conmutación y un primer diodo en la primera rama paralela y una conexión en serie formada por un segundo elemento de conmutación y un segundo diodo conectado en antiparalelo con respecto al primer diodo en la segunda rama paralela. En la sección de línea situada entre dicha conexión y la conexión del lado de la línea de unión del primer alambre calefactor por resistencia del primer elemento calefactor se dispone una primera disposición de diodos. En la sección de línea situada entre dicha conexión y la conexión del lado de la línea de unión del primer alambre calefactor por resistencia del segundo elemento calefactor se dispone una segunda disposición de diodos orientada de forma opuesta a la dirección de paso de la primera disposición de diodos. Con esta medida se pueden calentar los dos elementos calefactores por separación de las semiondas de red.

Para limitar la complejidad de circuito dentro de la disposición de circuito, que puede ser, a modo de ejemplo, un conmutador intermedio de cordón compacto, la primera y segunda disposición de diodos se pueden disponer en la parte de enchufe del lado del cuerpo calefactor o del lado de la línea de unión del acoplamiento enchufable.

Para poder calentar por separado la parte de pie se proporciona una tercera etapa de conmutación adicional de la unidad de conmutación. Esta tercera etapa de conmutación se forma por una tercera rama paralela, que está construida por una conexión en serie de un tercer elemento de conmutación y un triac o tiristor de dos vías conmutado con una etapa de reducción de potencia. En lugar del triac o del tiristor de dos vías se puede usar un conmutador eléctrico, electrónico o electromecánico de acción igual o similar.

Para realizar una construcción de circuito particularmente segura y sencilla con respecto al elemento de fusible, la conexión del lado de la línea de unión del segundo alambre calefactor por resistencia del primer elemento calefactor y la conexión del lado de la línea de unión del segundo alambre calefactor por resistencia del segundo elemento calefactor pueden estar unidas entre sí y formar con la segunda conexión de tensión de alimentación una sección de línea, en la que se sitúa el elemento de fusible.

A una función fiable con la construcción más sencilla posible contribuye la medida de que el o cada elemento calefactor está configurado como un cordel doble con uno de los alambres calefactores por resistencia como conductor interno y el otro alambre calefactor por resistencia como conductor externo.

De acuerdo con una realización particularmente preferida, en la que se disponen dos elementos calefactores cobre el cuerpo calefactor, el primer elemento calefactor está configurado como un primer cordel doble y el segundo elemento calefactor, como un segundo cordel doble. Los extremos respectivamente libres de los cordones dobles presentan un elemento de unión de cortocircuito o están unidos directamente entre sí.

El elemento de unión de cortocircuito puede estar colocado en el acoplamiento enchufable o en la placa de conexión. Ambos extremos de los cordones dobles, de este modo, se pueden agrupar por un método de contactado unitario sobre solamente una placa de soporte, de tal manera que también se simplifica la colocación del elemento calefactor o de los elementos calefactores. Por fijación de ambos extremos de conductor calentador sobre una placa de conexión se evita que el elemento calefactor o los elementos calefactores se desplacen demasiado después de una utilización repetida y se configuren áreas, en las que los elementos calefactores se agrupen hasta formar "nidos". De este modo, el acoplamiento enchufable o la placa de conexión representa al mismo tiempo una descarga de tracción para los cordeles dobles.

El elemento de unión de cortocircuito se puede formar de manera sencilla si se forma una unión conductora entre el elemento de inmovilización que fija y contacta el conductor calefactor de resistencia configurado como conductor interno y el elemento de inmovilización que fija y contacta el conductor calentador de resistencia configurado como conductor externo.

Para realizar, a modo de ejemplo, una parte superior que se puede calentar y una parte de pie que se puede calentar por separado de un cubrecolchón térmico, el primer cordel doble se dispone en una primera zona calefactora, que representa la parte superior, sobre el cuerpo calefactor y el segundo cordel doble, en una segunda zona calefactora separada de la primera zona calefactora, que representa la parte del pie, sobre el cuerpo calefactor.

Para garantizar una protección de superficie en la medida de lo posible buena del dispositivo de calentamiento adaptable, el o cada cordel doble se dispone esencialmente enrollado varias veces sobre el cuerpo calefactor, donde se forman zonas de cordel doble que tienen un recorrido paralelo entre sí. Por una disposición de este tipo se reduce, entre otras cosas, la aparición de campos electromagnéticos.

De acuerdo con una realización preferida, cada elemento calefactor se dispone de acuerdo con un esquema de colocación, en el que las zonas de cordel doble que tienen un recorrido paralelo entre sí del o de cada cordel doble se extienden al menos parcialmente en paralelo con respecto al sentido de extensión longitudinal del cuerpo calefactor, como alternativa, perpendicularmente con respecto a la dirección de extensión longitudinal del cuerpo calefactor.

A continuación se explican con más detalle realizaciones del dispositivo de calentamiento de acuerdo con la invención mediante los dibujos adjuntos:

Se muestra:

En la Figura 1, un dibujo de conexiones esquemático de un dispositivo de calentamiento de acuerdo con la invención de acuerdo con una primera realización, que presenta un elemento calefactor sobre el cuerpo calefactor;

En la Figura 2, un dibujo de conexiones esquemático de un dispositivo de calentamiento de acuerdo con la invención de acuerdo con una segunda realización, que presenta dos elementos calefactores sobre el cuerpo calefactor y la línea de unión está configurada con tres conductores;

En la Figura 3, un dibujo de conexiones esquemático de un dispositivo de calentamiento de acuerdo con la invención de acuerdo con una tercera realización, que presenta dos elementos calefactores sobre el cuerpo calefactor y la línea de unión está configurada con dos conductores;

En la Figura 4, una vista en alzado esquemática de un cuerpo calefactor provisto de un elemento calefactor de acuerdo con la primera realización mostrada en la Figura 1;

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En la Figura 5, una vista en alzado esquemática de un cuerpo calefactor provisto de dos elementos calefactores de acuerdo con la segunda realización mostrada en la Figura 2;

En la Figura 6, una vista en alzado esquemática de un cuerpo calefactor provisto de dos elementos calefactores de acuerdo con la tercera realización mostrada en la Figura 3; y

En la Figura 7, una vista en alzado esquemática de una placa de conexión para la unión de una línea de unión de dos conductores con un elemento calefactor de acuerdo con la realización mostrada en la Figura 1.

La Figura 1 muestra un cuerpo calefactor 10 adaptable, que se produce a partir de un material de soporte flexible, a modo de ejemplo, un material de plástico o textil. Sobre el cuerpo calefactor 10 se dispone un elemento calefactor 12. El elemento calefactor 12 consiste en dos alambres calefactores por resistencia 12a y 12b, que están separados eléctricamente entre sí mediante un aislamiento intermedio 20 fusible. Como se indica solamente de forma esquemática en la Figura 1, el elemento calefactor 12 está configurado como un cordel doble con el alambre calefactor por resistencia 12a como conductor interno y el alambre calefactor por resistencia 12b como conductor externo. El elemento calefactor 12 configurado como cordel doble se dispone enrollado varias veces con secciones adyacentes entre sí sobre el cuerpo calefactor 10, de tal forma que con un sobrecalentamiento local se funde el aislamiento intermedio 20 en varios sitios y se produce un cortocircuito, que tiene como consecuencia un aumento de la corriente calefactora.

Para la construcción del cordel doble se selecciona en la práctica, a modo de ejemplo, la construcción de un denominado cordón conductor de lan. Con un cordón conductor de lan de este tipo se usan varios hilos de soporte de plástico trenzados con envoltura de alambres de resistencia laminados que se componen principalmente de cobre. Este cordón conductor de lan está aislado con un aislamiento intermedio de bajo punto de fusión y está envuelto con un alambre de resistencia adicional. Para la conexión se aplica un aislamiento exterior adicional.

Los extremos libres del cordel doble o los extremos libres del alambre calefactor por resistencia 12a y del alambre calefactor por resistencia 12b están unidos entre sí por un elemento de unión de cortocircuito 30 o directamente.

El elemento de unión de cortocircuito 30 se puede aplicar a este respecto sobre una placa de conexión 23 (mostrada con más detalle en la Figura 7) en el cuerpo calefactor 10, sin embargo, en una disposición alternativa, a modo de ejemplo, también en una parte de enchufe del acoplamiento enchufable 24.

Para poderse calentar eléctricamente, los extremos del lado de conexión de los conductores calefactores por resistencia 12a y 12b están unidos con contactos de conexión A y B. Estos contactos de conexión A y B se disponen en una parte de enchufe del lado del cuerpo calefactor de un acoplamiento enchufable desmontable 24. Entre el alambre calefactor por resistencia 12b y el contacto de conexión B se dispone dentro del acoplamiento enchufable desmontable un elemento de fusible 14. El alambre calefactor por resistencia 12a forma junto con el alambre calefactor por resistencia 12b y el elemento de fusible 14 de este modo una conexión en serie.

El elemento de fusible 14 está configurado como un cortocircuito fusible de vidrio o fusible. Sin embargo, como alternativa, el elemento de fusible también puede estar configurado como un alambre de resistencia envuelto, a modo de ejemplo, en cerámica, como resistencia de fusible, fusible de semiconductor, fusible de circuitos impresos o fusible de corriente similar. Un fusible de corriente de este tipo se dimensiona normalmente con respecto a la corriente nominal del aparato. Ya que, sin embargo, se pueden presentar picos de tensión de red y tolerancias de los fusibles de sobrecorriente, se produce con un dimensionado de este tipo en ocasiones un disparo indeseado del elemento de fusible. En el caso de que entre el alambre calefactor por resistencia 12a y el alambre calefactor por resistencia 12b se produzca, debido a la fusión del aislamiento intermedio 20, un cortocircuito, la corriente nominal del aparato puede aumentar en un factor 2 o superior. Este aumento de corriente por norma no es suficiente para el disparo del elemento de fusible 14. Sin embargo, por la potencia calefactora creciente se producen debido al cortocircuito cada vez más otros cortocircuitos de elemento calefactor, por lo que la corriente del aparato aumenta constantemente. Cuando se ha alcanzado la corriente de disparo del elemento de fusible 14, el mismo se dispara o se funde.

El elemento de fusible 14 se dispone directamente en la placa de conexión 23 sobre el cuerpo calefactor 10, y de hecho, dentro de la parte de enchufe del lado del cuerpo calefactor del acoplamiento enchufable 24. Como alternativa, el elemento de fusible 14 también puede estar alojado en la parte de enchufe del lado de la línea de unión.

Partiendo de los contactos de conexión A y B del acoplamiento enchufable 24, una línea de unión de dos conductores 22a y 22b conduce a una disposición de circuito 16. La línea de unión de dos conductores 22a y 22b, sin embargo, también puede estar unida sin acoplamiento enchufable 24 mediante la placa de conexión 23 directamente con el elemento calefactor 12. En este caso (mostrado en la Figura 7), el elemento de fusible 14 se dispone directamente sobre la placa de conexión 23.

La disposición de circuito 16 puede ser, a modo de ejemplo, un denominado conmutador intermedio de cordón como se utiliza, a modo de ejemplo, en cojines eléctricos. La disposición de circuito 16 está unida en el otro extremo con una alimentación de tensión 18a, 18b.

En una sección de línea situada entre una de las conexiones de tensión de alimentación 18a y la conexión del lado de la línea de unión del primer alambre calefactor por resistencia 12a o contacto de conexión A se dispone una unidad de conmutación de dos etapas. Esta unidad de conmutación de dos etapas posibilita el calentamiento de dos etapas del elemento calefactor 12, donde la unidad de conmutación presenta respectivamente una posición de conmutador (no mostrada) para el estado de desconexión, para la primera etapa calefactora y para la segunda etapa calefactora. La unidad de conmutación de dos etapas consiste en una conexión en paralelo de un primer elemento de conmutación S10 en la primera rama paralela y una conexión en serie formada por un segundo elemento de conmutación S12 y un diodo D12 en la segunda rama paralela. El contacto de conexión A está unido por el conductor de unión 22a con la unidad de conmutación. El contacto de conexión B está unido con la conexión de tensión de alimentación 12b.

Para indicar el estado de conmutación de la unidad de conmutación para el usuario, entre la unidad de conmutación y la sección de línea formada entre el contacto de conexión B y la conexión de tensión de alimentación 18b se dispone un equipo de indicación óptica que consiste en una conexión en serie de un elemento de indicación óptico 28 y un resistor R20. El elemento de indicación óptico 28 puede ser, a modo de ejemplo, una lámpara de efluvios, sin embargo, también un diodo luminoso o una unidad de indicación similar, donde, sin embargo, puede ser necesaria la conexión adicional con pre-resistores (no mostrados), condensadores, diodos rectificadores, convertidores de tensión o componentes eléctricos similares.

El equipo de indicación óptico puede estar alojado como alternativa en el acoplamiento enchufable 24 o en la placa de conexión 23. También se puede realizar el flujo de corriente correcto por una conexión en serie sencilla (no mostrada) de una lámpara con el elemento calefactor de acuerdo con el principio de la división de tensión.

El dispositivo de calentamiento que se puede calentar eléctricamente mostrado en la Figura 1 está previsto para la utilización en cojines eléctricos, cubrecolchones térmicos o aparatos de calentamiento adaptables similares.

A continuación se describen realizaciones adicionales de dispositivos de calentamiento de acuerdo con la invención. Las configuraciones técnicas representadas anteriormente para la primera realización también se aplican esencialmente a las realizaciones descritas más adelante. Esto se aplica particularmente a la construcción del cuerpo calefactor, de cada elemento calefactor como cordel doble y la detección de sobrecalentamiento local sobre el cuerpo calefactor con disparo del elemento de fusible y su construcción.

La Figura 2 muestra una segunda realización de un dispositivo de calentamiento que se puede calentar eléctricamente. Sobre un cuerpo calefactor adaptable 110, que está construido de forma similar al cuerpo calefactor 10 representado en la Figura 1, se disponen dos elementos calefactores 111 y 112. El primer elemento calefactor 111 está construido de forma similar al elemento calefactor 12 representado en la Figura 1. Un primer alambre calefactor por resistencia 111a se separa eléctricamente de un segundo alambre calefactor por resistencia 111b por un aislamiento intermedio 112. El segundo elemento calefactor 112 consiste en un primer alambre calefactor de resistencia 112a y un segundo alambre calefactor por resistencia 112b, que están separados eléctricamente a su vez por un aislamiento intermedio fusible 120. Ambos elementos calefactores 111 y 112 se configuran respectivamente como un cordel doble con uno de los alambres calefactores por resistencia 111a o 112a como conductor interno y el otro alambre calefactor por resistencia 111b o 112b como conductor externo. Los extremos respectivamente libres de estos cordeles dobles están unidos entre sí respectivamente por un elemento de unión de cortocircuito 131 ó 130 alojado en la placa de conexión 123 sobre el cuerpo calefactor 110 o alejado del mismo, a modo de ejemplo, en el acoplamiento enchufable 124 o directamente.

Sobre la placa de conexión 123 sobre el cuerpo calefactor 110 se dispone la parte de enchufe del lado del cuerpo calefactor de un acoplamiento enchufable desmontable 124 con contactos de conexión A', B' y C'. Conectada a estos, una línea de unión de tres conductores 122a, 122b y 122c establece una unión con respecto a una disposición de circuito 116 dispuesta alejada del cuerpo calefactor 110. La disposición de circuito 116, que es, por ejemplo, a su vez, un conmuta-
dor intermedio de cordón, está unida con los contactos de conexión 118a y 118b de una alimentación de tensión.

Como alternativa, la línea de unión 122 se puede aplicar directamente, sin unión de enchufe, en la placa de
conexión 123.

El contacto de conexión A' está unido con el primer alambre calefactor por resistencia 111a. El contacto de conexión B' está unido por un elemento de fusible 114 con el segundo alambre calefactor por resistencia 112b el segundo elemento calefactor 112 y el segundo alambre calefactor por resistencia 111b del primer elemento calefactor 111. El contacto de conexión C' está unido con el primer alambre calefactor por resistencia 112a del segundo elemento calefactor 112.

De este modo, el primer alambre calefactor por resistencia 111a y el segundo alambre calefactor por resistencia 111b del primer elemento calefactor 111 forman con el elemento de fusible 114 una conexión en serie. Asimismo, el primer alambre calefactor por resistencia 112a y el segundo alambre calefactor por resistencia 112b del segundo elemento calefactor forman con el elemento de fusible 114 una conexión en serie. Para el elemento de fusible 114 se aplica esencialmente lo dicho para el elemento de fusible 14 descrito mediante la Figura 1.

Entre el contacto de conexión C' y el contacto de conexión B' se dispone una conexión en serie que consiste en un elemento de indicación 126, un resistor R110 y el elemento de fusible 114. El elemento de indicación 126, que es, a modo de ejemplo, un diodo luminoso, proporciona al usuario la información de que el dispositivo de calentamiento es operativo.

La disposición de circuito 116 presenta un circuito de diodos, que está configurado para desconectar el primer y el segundo elemento calefactor 111 y 112 en una primera etapa de conmutación, para calentar el primer elemento calefactor 111 en una primera y en una segunda etapa calefactora y conectar adicionalmente en una etapa calefactora adicional el segundo elemento calefactor 112. Una disposición de este tipo es adecuada, a modo de ejemplo, para un cubrecolchón térmico, en el que una parte superior asignada al tronco de un usuario se puede calentar por el primer elemento calefactor 111 en dos etapas de calentamiento, mientras que de forma separada se puede conectar una parte de pie, que se calienta por el segundo elemento calefactor 112.

La disposición de circuito 116 presenta en una sección de línea situada entre la primera conexión de tensión de alimentación 118a y el contacto de conexión A', una primera unidad de conmutación para la conmutación del primer elemento calefactor 111. La primera unidad de conmutación consiste en una conexión en paralelo de un primer elemento de conmutación S110 en la primera rama paralela y una conexión en serie formada por un segundo elemento de conmutación S112 y un diodo D112 en la segunda rama paralela. Además, la disposición de circuito 116 presenta en la sección de línea situada entre la primera conexión de tensión de alimentación 118a y el contacto de conexión C', una segunda unidad de conmutación para la conmutación del segundo elemento calefactor 112. La segunda unidad de conmutación consiste en una conexión en paralelo de un tercer elemento de conmutación S113 en la primera rama paralela y una conexión en serie formada por el segundo elemento de conmutación S112 y un diodo D114 en la segunda rama paralela.

En la disposición de circuito 116 se proporciona además una iluminación de conmutador, que consiste en una conexión en serie de una lámpara de efluvios 128 y un resistor R120. La iluminación de conmutador se conecta entre la unidad de conmutación de tres etapas y la segunda conexión de tensión de alimentación 118b.

La Figura 3 muestra una realización adicional más de un dispositivo de calentamiento. Sobre un cuerpo calefactor flexible 210 se disponen a su vez dos elementos calefactores 211 y 212. El primer elemento calefactor 211 presenta un primer alambre calefactor por resistencia 211 a y un segundo alambre calefactor por resistencia 212 b, que están separados eléctricamente entre sí por un aislamiento intermedio fusible 221. El primer alambre calefactor por resistencia 211a forma un cordel doble con el segundo alambre calefactor por resistencia 211b. Los extremos libres de los alambres calefactores por resistencia 211a y 211b están unidos entre sí por un elemento de unión de cortocircuito 231 o directamente. El segundo elemento calefactor 212 se forma por un primer alambre calefactor por resistencia 212a y un segundo alambre calefactor por resistencia 212b, que están separados eléctricamente entre sí por un aislamiento intermedio fusible 220. Los dos alambres calefactores por resistencia 212a y 212b del segundo elemento calefactor 212 forman a su vez un cordel doble. Los extremos libres de los alambres calefactores por resistencia 212a y 212b están unidos entre sí con un elemento de unión de cortocircuito 230 formado en la placa de conexión 223 o directamente.

Sobre el cuerpo calefactor adaptable 212 se aplica la parte de enchufe del lado del cuerpo calefactor de un acoplamiento enchufable desmontable 224, que presenta dos contactos de conexión A'' y B''. Como alternativa, la línea de unión 22 también se puede aplicar directamente en la placa de conexión 223.

En la parte de enchufe se proporciona asimismo una conexión en serie de una lámpara de efluvios 226 y un resistor R210 y el elemento de fusible 214.

En la sección de línea situada entre el contacto de conexión A'' y el primer alambre calefactor por resistencia 211a del primer elemento calefactor 211 se dispone una primera disposición de diodos, que consiste en una conexión en serie de dos diodos D220 y D221 con la misma dirección de paso. El diodo D221 se proporciona por motivos de redundancia y también se puede omitir. En la sección de línea situada entre el contacto de conexión A'' y el primer alambre calefactor por resistencia 212b del segundo elemento calefactor 212 se dispone una segunda disposición de diodos conectada de forma opuesta al sentido de paso de la primera disposición de diodos, que consiste en una conexión en serie de dos diodos D222 y D223. El diodo D223 se proporciona por motivos de redundancia y también se puede omitir. La primera disposición de diodos y la segunda disposición de diodos se alojan en la parte de enchufe del lado del cuerpo calefactor del acoplamiento enchufable 224. Como alternativa, las disposiciones de diodos también se podrían alojar en la parte de enchufe del lado de la línea de unión.

De este modo, se forma una conexión en serie que consiste en los diodos D220 y D221, el primer alambre calefactor por resistencia 211a del primer elemento calefactor 211, el segundo alambre calefactor por resistencia 211b del primer elemento calefactor 211 y el elemento de fusible 214, que está conectado a su vez al contacto de conexión B''. Por otro lado, entre el contacto de conexión A'' y el contacto de conexión B'' existe una conexión en serie adicional que consiste en los diodos D222 y D223 conectados de forma opuesta a la dirección de paso de los primeros diodos D220 y D221, el primer alambre calefactor por resistencia 212a del segundo elemento calefactor 212, el segundo alambre calefactor por resistencia 212b del segundo elemento calefactor 212 y el elemento de fusible 214.

La unión entre los contactos de conexión A'' y B'' y la disposición de circuito dispuesta de forma alejada 216 establece una línea de unión de dos conductores 222a y 222b. La disposición de circuito 216 está unida a su vez con una alimentación de tensión 218a y 218b.

La disposición de circuito 216 presenta en la sección de línea situada entre la primera conexión de tensión de alimentación 218a y el contacto de conexión A'' una unidad de conmutación de dos etapas. Esta unidad de conmutación consiste en una conexión en paralelo de una conexión en serie formada por un primer elemento de conmutación S210 y un primer diodo D210 en la primer rama paralela y una conexión en serie formada por un segundo elemento de conmutación S212 y un segundo diodo D212 conectado en antiparalelo con al primer diodo D210 en la segunda rama paralela. Una tercera etapa de conmutación adicional de la unidad de conmutación se forma por una tercera rama paralela, que se construye a partir de una conexión en serie de un tercer elemento de conmutación S213 y un triac o tiristor de dos vías T213 conectado con una etapa de reducción de potencia LR.

El control de los dos elementos calefactores 211 y 212 con una línea de conexión de 2 conductores 222a y 222b se realiza mediante separación de las semiondas de red por diodos.

En una primera etapa de conmutación, el elemento de conmutación S212 está cerrado, de tal forma que la semionda de red negativa se acciona para el calentamiento de la parte de pie, es decir, para el calentamiento del segundo elemento calefactor 212. En una segunda etapa de conmutación, los elementos de conmutación S210 y S212 están cerrados, de tal forma que se activa la semionda de red tanto positiva como negativa para el calentamiento de la parte superior, es decir, para el calentamiento del primer elemento calefactor 211 y para el calentamiento de la parte de pie, es decir, para el calentamiento del segundo elemento calefactor 212. En una tercera etapa de conmutación, el elemento de conmutación S213 está cerrado. Por el triac T213, que está conectado con una etapa de reducción de potencia LR, se usa una semionda sincronizada positiva y negativa para la reducción de potencia de la calefacción de parte superior y parte de pie, es decir, para el calentamiento del primer elemento calefactor 211 y del segundo elemento calefactor 212.

Entre la unidad de conmutación 216 y la segunda conexión de tensión de alimentación 218b se conecta una conexión en serie que consiste en una lámpara de efluvios 228 y un resistor R220, que sirve para la iluminación del conmutador.

La Figura 4 muestra una vista en alzado esquemática de un cuerpo calefactor provisto de un elemento calefactor como se puede usar, a modo de ejemplo, en la primera realización mostrada en la Figura 1. Sobre el cuerpo calefactor 10 adaptable se dispone la parte de enchufe del lado del cuerpo calefactor del acoplamiento enchufable desmontable 24. Esta parte de enchufe del lado del cuerpo calefactor contiene también el elemento de fusible 14 (no mostrado) de acuerdo con la Figura 1. El elemento calefactor 12 configurado como cordel doble se dispone esencialmente enrollado varias veces sobre el cuerpo calefactor 10, donde se forman zonas de cordel doble que tienen un recorrido paralelo entre sí. Dentro de cada cordel doble, la dirección de flujo de corriente tiene un recorrido en sentido opuesto entre el arrollamiento interno y externo del alambre. De este modo se generan dos campos electromagnéticos de sentido opuesto que prácticamente se anulan mutuamente.

El elemento calefactor 12 está adherido sobre el cuerpo calefactor 10 y se acolcha adicionalmente con el tejido textil aplicado sobre la superficie. Además, el elemento calefactor 12 se puede sujetar solamente por el acolchado.

Una disposición de este tipo de los cordeles calefactores contribuye a la seguridad de funcionamiento, ya que con un uso inadecuado por el usuario se sobrecalientan habitualmente de dos a tres tramos adyacentes de cordel calefactor. Un pliegue en el cuerpo calefactor conduce, debido a una potencia aumentada sobre una superficie pequeña, a temperaturas elevadas y, por tanto, a una respuesta del sistema de seguridad. Para conseguir una desconexión rápida del sistema de seguridad, se requiere que el extremo de cordel doble con el cortocircuito se coloque lo más próximo posible al extremo opuesto del cordel doble (de manera adyacente). Para evitar cruces de cordel doble en el cuerpo calefactor (que pueden conducir por sí mismos al disparo del sistema de seguridad), es adecuada sobre todo una especie de "colocación de órgano", como se representa en las Figuras 4 a 6.

Los extremos libres del elemento calefactor 12 configurado como cordel doble están provistos con un elemento de unión de cortocircuito 30, como ya se ha mostrado en la Figura 1. En el ejemplo de realización representado, el elemento de unión de cortocircuito 30 se dispone sobre la placa de conexión 23. El elemento de unión de cortocircuito 30, en una disposición alternativa, sin embargo, se puede extraer del cuerpo calefactor y se puede alojar, a modo de ejemplo, en el acoplamiento enchufable. También es posible que el elemento calefactor 12 se coloque de tal forma que el extremo libre termine en cualquier sitio sobre el cuerpo calefactor y el elemento de unión de cortocircuito 30 se proporcione en este extremo libre.

Mediante la Figura 5 se describe un esquema de colocación adicional para elementos calefactores, como se puede usar, a modo de ejemplo, para un dispositivo de calentamiento de acuerdo con la Figura 2. Sobre el cuerpo calefactor adaptable 110 se aplica una parte de enchufe del lado del cuerpo calefactor de un acoplamiento enchufable 124, en el que se aloja el elemento de fusible 114 (no mostrado). El primer elemento calefactor 111, que se configura como un primer cordel doble, se dispone en una primera zona calefactora I sobre el cuerpo calefactor 110 y forma una parte superior que se puede calentar, que se asigna al tronco de un usuario. El segundo elemento calefactor 112, que está configurado asimismo como cordel doble, se dispone en una segunda zona calefactora II separada de la primera zona calefactora sobre el cuerpo calefactor 110. Los extremos libres de los cordeles dobles 111 y 112 están unidos entre sí por elementos de unión de cortocircuito 131 ó 130. El elemento de cortocircuito 131 se fija en el ejemplo de realización mostrado en la placa de conexión 123. La segunda zona calefactora II forma una parte de pie que se puede calentar. El cordel doble 111 y el cordel doble 112 se disponen esencialmente enrollados varias veces sobre el cuerpo calefactor 110, donde se forman zonas de cordel doble que tienen un recorrido paralelo entre sí. Dentro de cada cordel doble, la dirección de flujo de corriente tiene un recorrido opuesto entre el arrollamiento interno y el externo del alambre, donde se generan dos campos electromagnéticos de sentido opuesto que prácticamente se anulan mutuamente. En el esquema de colocación mostrado en la Figura 5 de los elementos calefactores se extienden las zonas de cordel doble que tienen un recorrido paralelo entre sí esencialmente de forma perpendicular con respecto a la dirección de extensión longitudinal del cuerpo calefactor 110.

Mediante la Figura 6 se describe a continuación el esquema de colocación para elementos calefactores, como se puede usar, a modo de ejemplo, para un dispositivo de calentamiento de acuerdo con la Figura 3. Sobre un cuerpo calefactor adaptable 210 se dispone una parte de enchufe del lado del cuerpo calefactor de un acoplamiento enchufable 224, en el que también se dispone el elemento de fusible 214 (no representado). El primer elemento calefactor 211 está configurado como cordel doble, cuyos extremos libres están unidos entre sí mediante un elemento de unión de cortocircuito 231. El primer cordel doble 211 se dispone en una primera zona calefactora I' sobre el cuerpo calefactor 210 y forma una parte superior que se puede calentar. El segundo elemento calefactor 212 también se configura como cordel doble, cuyos extremos libres están unidos entre sí mediante un elemento de unión de cortocircuito 230. El segundo cordel doble se dispone en una segunda zona calefactora II' separada de la primera zona calefactora sobre el cuerpo calefactor 210 y forma una parte de pie que se puede calentar. El cordel doble 211 y el cordel doble 212 se disponen esencialmente enrollados varias veces sobre el cuerpo calefactor 210, donde se configuran zonas de cordel doble que tienen un recorrido paralelo entre sí. Dentro de cada cordel doble, la dirección de flujo de corriente tiene un recorrido opuesto entre el arrollamiento interno y externo de alambre, de tal forma que se generan dos campos electromagnéticos de sentido opuesto que prácticamente se anulan mutuamente.

Adicionalmente a los modos de colocación que se han descrito anteriormente de los elementos calefactores 12, 111, 112, 211 y 212, se puede utilizar cualquier otro tipo de colocación. Particularmente, se puede adaptar la colocación a la forma del cuerpo calefactor, como puede ser el caso, a modo de ejemplo, en alfombras calefactoras, calentadores de pies o mantas calefactoras. A este respecto también se pueden realizar esquemas de colocación triangular o helicoidal. También se pueden colocar los elementos calefactores sobre el cuerpo calefactor de forma más estrecha entre sí al menos por zonas o con un recorrido que se aleja entre sí, donde se puede conseguir una distribución de calor ajustada al cuerpo.

La Figura 7 muestra una placa de conexión 23, en la que, como ya se ha explicado brevemente mediante la Figura 1, la línea de unión de dos conductores 22a, 22b está unida con el único elemento calefactor 12. La placa de conexión 23 presenta una placa de soporte 21 configurada de forma rígida o incluso flexible. Los dos extremos del elemento calefactor 12 están aislados de tal forma, que por un lado, el conductor interno 12a y, por otro lado, el conductor externo 12b están expuestos por secciones. En uno de los extremos del elemento calefactor 12 se fija la parte aislada del conductor interno 12a con un elemento de inmovilización 21a y la parte aislada del conductor externo, con un elemento de inmovilización 21 b en la placa de soporte 21. En el otro extremo del elemento calefactor 12, la parte aislada del conductor interno 12a se fija con un elemento de inmovilización 21d y la parte aislada del conductor externo, con un elemento de inmovilización 21c en la placa de soporte 21. Los elementos de inmovilización 21a, 21b, 21c y 21d consisten en un metal eléctricamente conductor, que está conformado de tal forma que los conductores internos o externos aislados del elemento calefactor 12 se alojan en el mismo. Mediante doblado mecánico de los elementos de inmovilización 21a, 21b, 21c y 21d se fijan los conductores interno y externo aislados del elemento calefactor 12. De este modo se forma una denominada unión de engarce.

Los elementos de inmovilización 21a, 21b, 21c y 21d se aplican de tal forma en la placa de soporte 21, que pasan a través de la misma, donde en el lado inferior (no mostrado) de la placa de soporte 21 sobresalen contactos.

El elemento de fusible 14 se dispone de tal manera en la placa de soporte 21, que sus dos contactos de conexión también pasan por la placa de soporte 21, de tal forma que en el lado inferior (no mostrado) de la placa de soporte 21 sobresalen los extremos de los contactos de conexión.

De modo similar, los dos conductores 22a y 22b de la línea de unión se aplican en la placa de soporte 21, donde sus extremos pasan a través de la placa de soporte 21, de tal forma que en el lado inferior (no mostrado) de la placa de soporte 21 los mismos también sobresalen.

En una realización alternativa (no mostrada), tanto el elemento calefactor 12 o los extremos correspondientes del conductor interno 12a y el conductor externo 12b como los conductores 22a y 22b de la línea de unión y el elemento de fusible 14 se fijan en la placa de soporte 21 mediante soldadura indirecta, soldadura por resistencia, soldadura por ultrasonidos o técnica de unión similar.

En el lado inferior (no mostrado) en la placa de soporte 21, los contactos que sobresalen de los elementos de inmovilización 21a, 21b, 21c y 21d, del elemento de fusible 14 y de los dos conductores 22a y 22b de la línea de unión se unen entre sí de forma eléctricamente conductora de acuerdo con un dibujo de conexiones predefinido. Para esto se usan circuitos impresos aplicados en el lado inferior de la placa de soporte 21 o alambres de unión aplicados por soldadura indirecta.

Un elemento de cortocircuito 30 está formado porque los contactos de los elementos de inmovilización 21c y 21d, y por tanto, el conductor interno 12a y el conductor externo 12b del elemento calefactor 12, están unidos entre sí de forma eléctricamente conductora.

La placa de conexión 23 está aislada eléctricamente con respecto al entorno. Esto se puede realizar si la placa de conexión 23 se moldea con todas las conexiones en un material de aislamiento o se rodea por inyección con el mismo. Además, la placa de conexión 23 se puede encapsular con todas las conexiones en una cubierta (no mostrada), en la que se aplica una tapa sobre un elemento de base. La cubierta se puede aislar adicionalmente para conseguir una densidad de humedad aumentada.

Una solución de placa de conexión modificada de manera correspondiente es posible de manera sencilla para la conexión de una línea de unión de dos conductores 122a, 122b o una línea de conexión de tres conductores 222a, 222b, 222c con dos elementos calefactores que se pueden conmutar por separado 111, 112 ó 211, 212, como se ha explicado mediante las Figuras 2 ó 3.

Claims (2)

1. Dispositivo de calentamiento que se puede calentar eléctricamente con un cuerpo calefactor adaptable (10; 110; 210) y al menos un elemento calefactor dispuesto sobre el mismo (12; 111, 112; 211, 212), donde cada elemento calefactor presenta dos alambres calefactores por resistencia (12a, 12b; 111a, 111b, 112a, 112b; 211a, 211b; 212a, 212b) separados eléctricamente entre sí por un aislamiento intermedio fusible (20; 120, 121; 220, 221) y por al menos un elemento de fusible (14; 114; 214) se une mediante una línea de unión (22a, 22b; 122a, 122b, 122c; 222a, 222b) con una disposición de circuito (16; 116; 216) dispuesta alejada del cuerpo calefactor (10; 110; 210) para la conexión a una alimentación de tensión (18a, 18b; 118a, 118b; 218a, 218b); donde los dos alambres calefactores por resistencia (12a, 12b; 111a, 111b, 112a, 112b; 211a, 211b; 212a, 212b) de cada elemento calefactor (12, 111, 112; 211, 212) se conectan en serie con el elemento de fusible (14; 114; 214),

caracterizado porque sobre el cuerpo calefactor (10; 110; 210) se dispone una placa de conexión (23; 123; 223) para la unión eléctrica del al menos un elemento calefactor (12; 111; 112; 211; 212 con la línea de unión (22) y sobre la placa de conexión (23; 123; 223), el al menos un elemento de fusible (14; 114; 214).

2. Dispositivo de calentamiento de acuerdo con la reivindicación 1,

caracterizado porque

la placa de conexión (23) presenta una placa de soporte (21), en la que los dos alambres calefactores por resistencia (12a, 12b) se fijan y contactan respectivamente mediante elementos de inmovilización (21a, 21b, 21c, 21d) eléctricamente conductores aplicados en la placa de soporte (21), y elementos de línea, que establecen una unión eléctricamente conductora entre los alambres calefactores por resistencia (12a, 12b), el elemento de fusible (14) y los conductores (22a, 22b) de la línea de unión (22).