Termostato electrónico y electromecánico mejorado.

1. Termostato electrónico y electromecánico mejorado, para un calentador eléctrico de agua de acumulación,

provisto de un termorregulador electrónico y un termoprotector, que comprende:

- una caja de contención (2) que presenta una base (2.1) y una tapa (2.2),

- una placa electrónica (8), que comprende a su vez un microprocesador apto para por lo menos gestionar la función de regulación, alojado en dicha caja de contención (2),

- uno o más sensores de temperatura (5) aptos para una termorregulación electrónica,

- unos medios (6, 7) para la conexión eléctrica entre dichos uno o más sensores (5) y dicha placa electrónica (8),

- unos conectores de conexión (2.6) para alimentar una o varias resistencias eléctricas, previstas para calentar el agua contenida en un depósito de almacenamiento y situados en la parte superior de dicha base (2.1) de dicha caja de contención (2),

- una clavija de conexión (2.3) conectada a dicha placa electrónica (8),

caracterizado porque

dichos medios (6, 7) para la conexión eléctrica entre dichos uno o varios sensores (5) y dicha placa electrónica (8) comprenden unas trayectorias conductivas (6) que se extienden desde dichos uno o más sensores (5) hasta entrar en contacto directo con dicha placa electrónica (8) a través de un conector (7.1; 8.1),

estando dichas trayectorias conductivas (6) impresas por serigrafía sobre un elemento de soporte que se extiende desde dichos uno o varios sensores (5) hasta dicho conector (7.1; 8.1) sujeto en dicha placa electrónica (8).

2. Termostato (1) según la reivindicación 1, en el que dicho elemento de soporte sobre el que se imprimen por serigrafía dichas trayectorias conductivas (6), es un elemento de soporte de una sonda (3), entrando en contacto directo dicho elemento de soporte de la sonda (3) con dicho conector (8.1) sujeto en dicha placa electrónica (8).

3. Termostato (1) según la reivindicación 1, en el que dicho elemento de soporte sobre el que están impresas por serigrafía dichas trayectorias conductivas (6), es un cable "flex" (7) soportado mediante un elemento de soporte de una sonda (3), continuando dicho cable "flex" (7) hasta entrar en contacto directo con dicho conector (7.1) sujeto en dicha placa electrónica (8).

4. Termostato (1) según la reivindicación 3, en el que dicho cable "flex" (7) se encuentra sujeto sobre una barra plana (9) soportada mediante dicho elemento de soporte de una sonda (3).

5. Termostato (1) según la reivindicación 1, en el que dicho elemento de soporte sobre el que se imprimen por serigrafía dichas trayectorias conductivas (6), es una barra plana (9), entrando en contacto directo dicha barra plana (9) con dicho conector (8.1) sujeto sobre dicha placa electrónica (8).

6. Termostato (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos uno o más sensores (5) son termistores NTC dispuestos sobre dicho elemento de soporte (3; 9) mediante soldadura.

7. Termostato (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores hasta la 5 incluida, caracterizado porque dichos uno o más sensores (5) son termistores PTC dispuestos sobre dicho elemento de soporte (3; 9) mediante impresión por serigrafía o soldadura.

8. Termostato (1) según cualquiera de las reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado porque

- dicho protector térmico es del tipo electromecánico, y

- dicho elemento de soporte de una sonda (3) consiste en un tubo metálico (3) que forma parte de dicho termoprotector electromecánico.

9. Termostato (1), según cualquiera de las reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado porque

- dicho protector térmico electromecánico es del tipo con dispositivo de accionamiento de tubo y varilla, y

- dicho elemento de soporte de una sonda (3) consiste en el tubo (3) de dicho dispositivo de accionamiento de tubo y varilla.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IB2011/001227.

Solicitante: THERMOWATT S.P.A.

Nacionalidad solicitante: Italia.

Dirección: 21, Via San Giovanni Batista 60011 ARCEVIA ITALIA.

Inventor/es: CAPITANELLI,Claudio, MORECI,Renato.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F24H9/20 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F24 CALEFACCION; HORNILLAS; VENTILACION.F24H CALENTADORES DE FLUIDOS, p. ej. CALENTADORES DE AGUA O DE AIRE, QUE TIENEN MEDIOS PARA PRODUCIR CALOR, EN GENERAL (sustancias para la transferencia, intercambio o almacenamiento de calor C09K 5/00; hornos de cracking térmico no catalítico C10G 9/20; dispositivos, p. ej. válvulas, para ventilación o aireación de recintos F16K 24/00; purgadores de agua de condensación o dispositivos análogos F16T; producción de vapor F22; aparatos de combustión F23; estufas domésticas u hornillas F24B, F24C; sistemas de calefacción doméstica o de otros lugares F24D; hornos, hornos de cuba, retortas F27; cambiadores de calor F28; dispositivos o elementos de calentamiento eléctrico H05B). › F24H 9/00 Partes constitutivas. › Disposición o montaje de dispositivos de control o de seguridad (válvulas de control F16K; dispositivos de seguridad para quemadores F23D; dispositivos para control de la combustión F23N; de sistemas que comprenden un calentador, véanse las subclases apropiadas, p. ej. de sistemas para control de la calefacción F24D 19/10; interruptores automáticos para aparatos de calefacción eléctrica H05B 1/02).
  • G01K1/14 SECCION G — FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01K MEDIDA DE TEMPERATURAS; MEDIDA DE CANTIDADES DE CALOR; ELEMENTOS TERMOSENSIBLES NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR (pirometría de las radiaciones G01J 5/00). › G01K 1/00 Detalles de los termómetros no especialmente adaptados a tipos particulares de termómetro (circuitos para reducir la inercia térmica G01K 7/42). › Soportes; Dispositivos de fijación; Montaje de los termómetros en lugares especiales.
  • G05D23/24 G […] › G05 CONTROL; REGULACION.G05D SISTEMAS DE CONTROL O DE REGULACION DE VARIABLES NO ELECTRICAS (para la colada continua de metales B22D 11/16; dispositivos obturadores en sí F16K; evaluación de variables no eléctricas, ver las subclases apropiadas de G01; para la regulación de variables eléctricas o magnéticas G05F). › G05D 23/00 Control de la temperatura (disposiciones de conmutación automática para los aparatos de calefacción eléctricos H05B 1/02). › teniendo el elemento sensor una resistencia que varía con la temperatura, p. ej. una termistancia.
  • H01H37/00 SECCION H — ELECTRICIDAD.H01 ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS.H01H INTERRUPTORES ELECTRICOS; RELES; SELECTORES; DISPOSITIVOS DE PROTECCION DE EMERGENCIA (cables de contacto H01B 7/10; pararrayos resistivos H01G 9/18; circuitos de protección, de seguridad H02H; conmutación por medios electrónicos sin cierre de contactos H03K 17/00). › Interruptores accionados térmicamente.

Fragmento de la descripción:

Termostato electrónico y electromecánico mejorado.

El objetivo de la presente invención es un dispositivo termorregulador para aparatos domésticos de calentamiento, en particular para calentadores de agua de acumulación, incluso más particularmente, con suministro de corriente eléctrica.

Más concretamente, la presente invención se refiere a un dispositivo de control, regulación y

seguridad para dichos calentadores eléctricos de agua de almacenamiento que integra las características de control y regulación de un sistema electrónico en un dispositivo único y compacto, con los modos de seguridad de un sistema electromecánico.

En patentes anteriores registradas a nombre de la misma compañía solicitante (o por

compañías pertenecientes al mismo grupo industrial) al igual que la presente patente, se han descrito ya soluciones constructivas aptas para la mejora del funcionamiento de los termostatos, y de los termoprotectores utilizados en los calentadores eléctricos de agua de almacenamiento.

Para una descripción exhaustiva de la técnica anterior en este campo, se debe hacer referencia a los documentos EP 0651412 y EP 1652017; en ellos, para resumir la descripción, es suficiente tener en cuenta que los calentadores eléctricos de agua de almacenamiento comprenden dos tipos de termostatos, habitualmente integrados en un único dispositivo, para controlar la temperatura del agua contenida en el depósito de almacenamiento; el primero es un termostato de regulación (termostato termorregulable) apto para mantener la temperatura del agua del calentador en el valor establecido por el fabricante y/o seleccionado por el usuario; el segundo es un termostato termoprotector apto para desconectar el suministro de corriente a las resistencias eléctricas cuando se alcanza una temperatura límite.

En este tipo de dispositivos de calentamiento de agua, está generalizada la utilización de un elemento termosensible, que se extiende en el interior del depósito de almacenamiento y que consiste en un tubo que se dilata con el calor, generalmente realizado de bronce, en el que se dispone coaxialmente una varilla con un coeficiente de dilatación reducido, realizada generalmente de INVAR (de ahora en adelante se hará referencia al par del “tubo de dilatación térmica/varilla de baja dilatación térmica” como “dispositivo de accionamiento de 2

tubo y varilla” en aras de la brevedad) . A medida que aumenta la temperatura del agua almacenada, el tubo de bronce se somete a un alargamiento que arrastra asimismo la varilla de INVAR, sujeta al mismo por el extremo más alejado. Por consiguiente, dicha varilla realiza la acción de un dispositivo de accionamiento mecánico sobre los contactos en el interior del termostato, desconectando/conectando de nuevo el suministro de corriente a las resistencias eléctricas.

Las versiones más sencillas y de más renombre, prevén que el dispositivo de accionamiento de tubo y varilla sirva de sensor y de dispositivo de accionamiento únicamente para la termorregulación, debido a que el mismo acciona un microinterruptor elástico de lámina, monoestable, de tal modo que provoca la consiguiente apertura/cierre de los contactos para el suministro de corriente eléctrica a los elementos calefactores. Por otra parte, la función termoprotectora se realiza mediante un dispositivo de accionamiento consistente en un elemento bimetálico termosensible biestable conocido (denominado habitualmente “clickson”) , dispuesto en el interior de la caja del termostato, en una posición suficientemente próxima a dicho tubo termodilatable del dispositivo de accionamiento de tubo y varilla, de tal modo que su temperatura se vea muy influida por la temperatura del agua del calentador a través de dicho tubo termodilatable que sirve pasivamente de termoconductor. Si la temperatura alcanzada por el “clickson” supera un valor de seguridad, dispara irreversiblemente la abertura de los contactos eléctricos.

Por otra parte, en el documento EP 0651412 mencionado anteriormente, la función termoprotectora se basa asimismo en el dispositivo de accionamiento de tubo y varilla, además de la termorregulación. Según dicho documento, el dispositivo de accionamiento de tubo y varilla actúa asimismo como un disco bimetálico biestable que puede invertir la convexidad de su concavidad de manera irreversible bajo la acción de la varilla cuando se alcanza una temperatura límite, de tal modo que ocasiona la abertura de los contactos y dispone el calentador de agua en condiciones de seguridad.

El documento GB 2339475 constituye otro ejemplo de documento de la técnica anterior que describe un dispositivo limitador de la temperatura de tubo y varilla: dicho documento contempla un sensor de temperatura para detectar la temperatura de la placa caliente de una encimera de cocina, consistiendo dicho sensor de temperatura en un termistor serigrafiado en la superficie exterior de dicho tubo. Sin embargo, dicho termistor debe estar provisto necesariamente de unos medios adicionales para conectar sus terminales con el circuito que puede analizar las señales capturadas por el mismo.

Unas explicaciones similares y los mismos inconvenientes se encuentran en el documento US n.º 2002/0089406 que describe un controlador/limitador de temperatura cuya resistencia puede estar constituida por una pasta resistiva que está serigrafiada en su módulo básico.

Por otra parte, el documento EP 1652017 mencionado anteriormente, describe un termostato termorregulador y termoprotector totalmente electrónico.

Otro documento de la técnica anterior que plantea un sistema de control totalmente electrónico de termorregulación y de termoprotección, es el US n.º 6246831, cuyo cuerpo del aparato calentador de flujo pasante (más concretamente, un calentador de agua instantáneo) soporta diversos sensores de temperatura para realizar la función de termorregulación. No obstante, en dicho sistema de control, el elemento apto para soportar los sensores de temperatura consiste en la totalidad del cuerpo del calentador instantáneo de agua, significativamente mucho más voluminoso que un simple tubo alargado.

De hecho, según las técnicas anteriores, el microprocesador de los termostatos electrónicos, con los sensores de temperatura correspondientes, se realiza en una placa muy estrecha y alargada, con unas dimensiones totales similares a las del dispositivo de accionamiento de tubo y varilla, de tal modo que se aloja fácilmente en la misma funda en vez de dicho par del “tubo termodilatable/varilla de INVAR”.

La utilización de la electrónica y de los sensores electrónicos correspondientes (generalmente NTC) permite una precisión del ajuste que no se puede alcanzar mediante termostatos electromecánicos y ofrece la posibilidad de gestionar una serie de funciones del calentador de agua (tales como la temperatura, el aprendizaje del modo de utilización u otros) que mejoran en gran manera la eficiencia energética del mismo.

Sin embargo, además del elevado coste de un dispositivo totalmente electrónico, la función de termoprotectora realizada mediante dispositivo electromecánico descrito anteriormente presenta un excelente nivel de fiabilidad, que satisface todos los requisitos de seguridad de las reglamentaciones vigentes.

Por consiguiente, resulta realmente ventajoso evitar el desaprovechamiento de las ventajas 35 económicas y de funcionamiento que se obtienen con un dispositivo de seguridad electromecánico realizado según la técnica anterior, pero asimismo es apropiado utilizar las ventajas que permiten los medios electrónicos de un dispositivo de regulación electrónico.

Sin embargo, es imposible alojar a la vez la placa de un termorregulador electrónico y el 5 dispositivo de accionamiento de tubo y varilla de un termoprotector electromecánico dentro de una misma funda de dimensiones corrientes.

El objetivo de la presente invención es dar a conocer un dispositivo de control, único y compacto, apto para servir de termorregulador electrónico y de termoprotector

electromecánico en un calentador eléctrico de agua de almacenamiento, añadiendo de este modo a la fiabilidad de un sistema electromecánico la precisión de ajuste y la flexibilidad de gestión de un sistema electrónico.

Un objetivo adicional de la presente invención es permitir que todos los sensores de temperatura de dichos dispositivos se alojen en el interior de fundas de dimensiones corrientes habitualmente dispuestas para el alojamiento alternativo de la placa de un termorregulador electrónico o del dispositivo de accionamiento de tubo y varilla.

Este y otros objetivos, que se pondrán claramente...

 


Reivindicaciones:

1. Termostato electrónico y electromecánico mejorado, para un calentador eléctrico de agua de acumulación, provisto de un termorregulador electrónico y un termoprotector, que comprende:

- una caja de contención (2) que presenta una base (2.1) y una tapa (2.2) ,

- una placa electrónica (8) , que comprende a su vez un microprocesador apto para por lo menos gestionar la función de regulación, alojado en dicha caja de contención (2) ,

- uno o más sensores de temperatura (5) aptos para una termorregulación electrónica,

- unos medios (6, 7) para la conexión eléctrica entre dichos uno o más sensores (5) y dicha placa electrónica (8) ,

- unos conectores de conexión (2.6) para alimentar una o varias resistencias eléctricas, previstas para calentar el agua contenida en un depósito de almacenamiento y situados en la parte superior de dicha base (2.1) de dicha caja de contención (2) ,

-una clavija de conexión (2.3) conectada a dicha placa electrónica (8) , caracterizado porque dichos medios (6, 7) para la conexión eléctrica entre dichos uno o varios sensores (5) y dicha placa electrónica (8) comprenden unas trayectorias conductivas (6) que se extienden desde dichos uno o más sensores (5) hasta entrar en contacto directo con dicha placa electrónica (8) a través de un conector (7.1; 8.1) , estando dichas trayectorias conductivas (6) impresas por serigrafía sobre un elemento de soporte que se extiende desde dichos uno o varios sensores (5) hasta dicho conector (7.1; 8.1) sujeto en dicha placa electrónica (8) .

2. Termostato (1) según la reivindicación 1, en el que dicho elemento de soporte sobre el que se imprimen por serigrafía dichas trayectorias conductivas (6) , es un elemento de soporte de una sonda (3) , entrando en contacto directo dicho elemento de soporte de la sonda (3) con dicho conector (8.1) sujeto en dicha placa electrónica (8) .

3. Termostato (1) según la reivindicación 1, en el que dicho elemento de soporte sobre el que están impresas por serigrafía dichas trayectorias conductivas (6) , es un cable “flex” (7) soportado mediante un elemento de

soporte de una sonda (3) , continuando dicho cable “flex” (7) hasta entrar en contacto directo con dicho conector (7.1) sujeto en dicha placa electrónica (8) .

4. Termostato (1) según la reivindicación 3, en el que dicho cable “flex” (7) se encuentra sujeto sobre una barra plana (9) soportada mediante dicho elemento de soporte de una sonda (3) .

5. Termostato (1) según la reivindicación 1, en el que dicho elemento de soporte sobre el que se imprimen por serigrafía dichas trayectorias conductivas (6) , es una barra plana (9) , entrando en contacto directo dicha barra plana (9) con dicho conector (8.1) sujeto sobre dicha placa electrónica (8) .

6. Termostato (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque dichos uno o más sensores (5) son termistores NTC dispuestos sobre dicho elemento de soporte (3; 9) mediante soldadura.

7. Termostato (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores hasta la 5 incluida, caracterizado porque dichos uno o más sensores (5) son termistores PTC dispuestos sobre dicho elemento de soporte (3; 9) mediante impresión por serigrafía o soldadura.

8. Termostato (1) según cualquiera de las reivindicaciones 2 o 3, caracterizado porque -dicho protector térmico es del tipo electromecánico, y -dicho elemento de soporte de una sonda (3) consiste en un tubo metálico (3) que

forma parte de dicho termoprotector electromecánico.

9. Termostato (1) , según cualquiera de las reivindicaciones 2 o 3, caracterizado porque -dicho protector térmico electromecánico es del tipo con dispositivo de

accionamiento de tubo y varilla, y -dicho elemento de soporte de una sonda (3) consiste en el tubo (3) de dicho dispositivo de accionamiento de tubo y varilla.


 

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