Cuerpo de enfriamiento y sujeción para elementos de calentamiento, dispositivo de calentamiento y procedimiento para la fabricación de un cuerpo de enfriamiento y sujeción.

Cuerpo de enfriamiento y sujeción para elementos de calentamiento (10),

en particular elementos de calentamiento PTC, que tiene una disposición de recepción (11) para elementos de calentamiento, en la que están encajados los elementos de calentamiento (10), en que

la disposición de recepción (11) para elementos de calentamiento tiene varias zonas de recepción (15) dispuestas de forma distribuida en dirección perimetral, en las cuales está dispuesto respectivamente al menos un elemento de calentamiento (10), y en que

• las zonas de recepción (15) están formadas entre una parte exterior (13) y una parte interior (14) dispuesta dentro de la parte interior (13) y

• al menos la parte exterior (13) tiene un perfil poligonal con varias esquinas (19a), que están unidas por lados (19b), en que las zonas de recepción (15) están dispuestas en las esquinas (19a) del perfil poligonal, caracterizado porque

los lados (19b) del perfil poligonal están deformados elásticamente para la generación de una fuerza de apriete, que actúa sobre los respectivos elementos de calentamiento (10).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2012/070867.

Solicitante: STEGO-HOLDING GMBH.

Inventor/es: MANGOLD,ELMAR.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F24H3/04 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 3/00 Calentadores de aire que tienen medios para producir calor (F24H 7/00, F24H 8/00 tienen prioridad; partes constitutivas F24H 9/00; estufas u hornillas para uso doméstico con medios adicionales para calentar aire por convección F24B, F24C). › estando el aire en contacto directo con el medio de calentamiento, p. ej. elemento calefactor eléctrico.
  • F24H9/18 F24H […] › F24H 9/00 Partes constitutivas. › Disposición o montaje de parrillas, quemadores o elementos que calientan (quemadores F23D; parrillas F23H; elementos de calentamiento eléctrico H05B).
  • H05B3/06 SECCION H — ELECTRICIDAD.H05 TECNICAS ELECTRICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR.H05B CALEFACCION ELECTRICA; ALUMBRADO ELECTRICO NO PREVISTO EN OTRO LUGAR.H05B 3/00 Calefacción por resistencia óhmica. › Elementos calefactores combinados estructuralmente con elementos de acoplamiento o con soportes.
  • H05B3/50 H05B 3/00 […] › el conductor de calefacción dispuesto en tubos metálicos, teniendo la superficie radiante nervaduras para la conducción del calor.

PDF original: ES-2478991_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

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DESCRIPCIÓN

Cuerpo de enfriamiento y sujeción para elementos de calentamiento, dispositivo de calentamiento y procedimiento para la fabricación de un cuerpo de enfriamiento y sujeción La invención se refiere a un cuerpo de enfriamiento y sujeción para elementos de calentamiento, en particular elementos de calentamiento PTC (del inglés â??Positive Temperature Coefficientâ??, de coeficiente de temperatura positivo) , a un dispositivo de calentamiento con un cuerpo de enfriamiento y sujeción de este tipo así como a un procedimiento para la fabricación de un cuerpo de enfriamiento y sujeción de este tipo. Un cuerpo de enfriamiento y sujeción para elementos de calentamiento con las características del preámbulo de la reivindicación 1 es conocido a partir de los documentos DE 10 2006 018 151 A1 y DE 38 16 819 A1.

Por ejemplo en armarios de distribución, los cambios de temperatura provocan la formación de agua condensada, que junto con polvo y gases agresivos pueden provocar corrosión. A través de ello aumenta el riesgo de fallos de operación por corrientes de fuga o saltos de corriente. Para garantizar de forma constante condiciones ambientales óptimas para el funcionamiento sin problemas de los componentes que se encuentran en el armario de distribución, se emplean por ello dispositivos de calentamiento o respectivamente ventiladores de calentamiento, en particular dispositivos de calentamiento de semiconductores PTC, respecto a cuya fiabilidad y durabilidad se plantean elevadas exigencias.

Dispositivos de calentamiento de este tipo están equipados habitualmente con elementos de calentamiento eléctricos. El soporte de estos elementos de calentamiento debe hacer posible por un lado una buena transferencia de calor y por otro lado una fijación segura constante. Los cambios de temperatura frecuentes y grandes en función de las condiciones operativas pueden llevar a fatiga de material por envejecimiento y con ello a una disminución de la fuerza de sujeción, con la que están fijados los elementos de calentamiento. A través de ello se empeora la transferencia de calor. Cuando la función de sujeción decae completamente, puede llegarse incluso a un fallo total del dispositivo.

Un ejemplo para un dispositivo de calentamiento conocido con un elemento PTC está descrito en el documento DE

196 04 218 A1, en el que el elemento PTC está fijado en un rebajo rectangular dispuesto centralmente. Para la fijación está prevista una disposición de cuña doble en el rebajo, que puede ser movida mediante un tornillo de ajuste para modificar la anchura de la disposición de cuña doble. Con ello, el elemento PTC puede quedar sujetado en el rebajo. La disposición de cuña doble es costosa y no elimina el problema de la reducción de la fuerza de sujeción debido a fatiga de material. Para evitar esto, la disposición de cuña doble debería ser reajustada por accionamiento del tornillo.

Una mejora de este dispositivo conocido está expuesta en el documento DE 2006 018 151 A1 característico del tipo en cuestión, que es debido a la solicitante. Aquí, el elemento de calentamiento está dispuesto en el rebajo, dispuesto centralmente, de un intercambiador de calor, en que las superficies interiores de contacto del rebajo están apoyadas de forma superficialmente extendida sobre el elemento de calentamiento. La fuerza de sujeción se consigue 35 mediante el recurso de que tras el montaje del elemento de calentamiento son dobladas hacia dentro paredes laterales del intercambiador de calor, a través de lo cual se reduce la distancia entre las superficies de contacto del rebajo. El elemento de calentamiento dispuesto entre las superficies de contacto queda con ello apretado fijamente por una superficie extendida. En cuanto a esta fijación se trata de un soporte estable, que ofrece sin reajustar una fuerza de sujeción elevada constante y con ello una buena transferencia de calor constante desde el elemento de calentamiento al intercambiador de calor. El doblamiento de las paredes laterales lleva en cualquier caso a una deformación plástica del material de pared, lo que no es óptimo para las condiciones de sujeción debido a los cambios de temperatura frecuentes.

La invención tiene por ello como base la tarea de mejorar un cuerpo de enfriamiento y sujeción del tipo citado al principio en el sentido de que se consiga un soporte seguro del elemento de calentamiento o respectivamente de los 45 elementos de calentamiento en el cuerpo de enfriamiento y sujeción a pesar de cambios de temperatura frecuentes. La invención tiene además como base la tarea de proporcionar un dispositivo de calentamiento con un cuerpo de enfriamiento y sujeción de este tipo así como un procedimiento para la fabricación de un cuerpo de enfriamiento y sujeción de este tipo.

Conforme a la invención, esta tarea es resuelta con el cuerpo de sujeción y enfriamiento conforme a la reivindicación 50 1, con el dispositivo de calentamiento conforme a la reivindicación 11 y con el procedimiento conforme a la reivindicación 12.

La invención tiene como base la idea de proporcionar un cuerpo de enfriamiento y sujeción para elementos de calentamiento, en particular elementos de calentamiento eléctricos, en particular elementos de calentamiento PTC, que tenga una disposición de recepción para elementos de calentamiento, en la que están encajados los elementos 55 de calentamiento. La disposición de recepción para elementos de calentamiento tiene varias zonas de recepción dispuestas de forma distribuida en dirección perimetral, en las cuales está dispuesto respectivamente al menos un elemento de calentamiento. Las zonas de recepción están formadas entre una parte exterior y una parte interior E12778710

dispuesta dentro de la parte exterior. Al menos la parte exterior tiene un perfil poligonal con varias esquinas, que están unidas por lados. Las zonas de recepción están dispuestas en las esquinas del perfil poligonal. Los lados del perfil poligonal están deformados elásticamente para la generación de una fuerza de apriete, en que la fuerza de apriete actúa sobre los respectivos elementos de calentamiento.

A diferencia del encaje conocido de los elementos de calentamiento conseguido mediante deformación plástica, conforme a la invención los lados del perfil poligonal están deformados elásticamente. Esto significa que la deformación se produce en el intervalo de la recta de Hooke y es proporcional al esfuerzo, que es generado en el perfil poligonal. Con la deformación por debajo del límite de elasticidad es optimizada la fuerza de apriete, con la que están encajados los elementos de calentamiento en las zonas de recepción de la disposición de recepción para elementos de calentamiento. Hundimientos, que se producen por envejecimiento del material, son evitados en contraposición con la deformación plástica. La fuerza de apriete con la que están fijados los elementos de calentamiento permanece constante o al menos esencialmente constante a pesar de los cambios de temperatura. Con la fuerza de apriete constante se consigue una transferencia de calor esencialmente invariable desde los elementos de calentamiento al material del cuerpo de sujeción y enfriamiento. La deformación elástica provoca además que la fuerza con la que los elementos de calentamiento son comprimidos, actúe como fuerza elástica. Un reajuste de la fuerza de compresión o apriete no es necesario.

La conformación al menos de la parte exterior como perfil poligonal tiene la ventaja de que aumenta el rendimiento térmico y es posible una sujeción de los elementos de calentamiento sin elementos de apriete adicionales. La eliminación de los elementos de apriete hace posible un diseño compacto del cuerpo de sujeción y enfriamiento. A 20 diferencia del estado de la técnica, no está prevista una única zona de recepción dispuesta centralmente, sino varias zonas de recepción distribuidas en la dirección perimetral de la parte exterior. A través de ello se distribuye mejor el rendimiento térmico en el cuerpo de sujeción y enfriamiento y se hace posible una retirada eficiente de calor. Mediante la combinación de la parte interior con la parte exterior poligonal se simplifica el montaje de los elementos de calentamiento. La conformación de la parte exterior como perfil poligonal tiene la ventaja adicional de que éste puede ser fabricado de forma sencilla, por ejemplo por extrusión.

En una realización preferida, las esquinas del perfil poligonal forman superficies de apriete, que están adaptadas a la forma de los elementos de calentamiento, y en particular están aplanadas, con lo que se consigue una transferencia de calor particularmente buena. Las superficies de apriete aplanadas son particularmente apropiadas... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

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1. Cuerpo de enfriamiento y sujeción para elementos de calentamiento (10) , en particular elementos de calentamiento PTC, que tiene una disposición de recepción (11) para elementos de calentamiento, en la que están encajados los elementos de calentamiento (10) , en que la disposición de recepción (11) para elementos de calentamiento tiene varias zonas de recepción (15) dispuestas de forma distribuida en dirección perimetral, en las cuales está dispuesto respectivamente al menos un elemento de calentamiento (10) , y en que ï?­ las zonas de recepción (15) están formadas entre una parte exterior (13) y una parte interior (14) dispuesta dentro de la parte interior (13) y ï?­ al menos la parte exterior (13) tiene un perfil poligonal con varias esquinas (19a) , que están unidas por lados (19b) , en que las zonas de recepción (15) están dispuestas en las esquinas (19a) del perfil poligonal, caracterizado porque los lados (19b) del perfil poligonal están deformados elásticamente para la generación de una fuerza de apriete, que actúa sobre los respectivos elementos de calentamiento (10) .

2. Cuerpo de enfriamiento y sujeción según la reivindicación 1, caracterizado porque las esquinas (19a) del perfil poligonal forman superficies de apriete (16) , que están adaptadas a la forma de los elementos de calentamiento (10) , en particular aplanadas.

3. Cuerpo de enfriamiento y sujeción según la reivindicación 1 ó 2, 20 caracterizado porque el grosor de pared de la parte exterior (13) en la zona de las esquinas (19a) del perfil poligonal es mayor que en la zona de los lados (19b) del perfil poligonal.

4. Cuerpo de enfriamiento y sujeción según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los lados (19b) del perfil poligonal están conformados de forma cóncava, convexa o recta.

5. Cuerpo de enfriamiento y sujeción según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el grosor de los lados (19b) del perfil poligonal varía en dirección perimetral, en particular disminuye hacia las esquinas (19a) .

6. Cuerpo de enfriamiento y sujeción según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la parte interior (14) tiene un número, correspondiente al número de esquinas (19b) del perfil poligonal, de superficies de sujeción (17) para los elementos de calentamiento (10) .

7. Cuerpo de enfriamiento y sujeción según la reivindicación 6, 35 caracterizado porque la parte interior (14) tiene un perfil poligonal con varias esquinas (19a') , que están unidas por lados (19b') , en que las superficies de sujeción (17) corresponden a las esquinas (19a') .

8. Cuerpo de enfriamiento y sujeción según la reivindicación 6, caracterizado porque las superficies de sujeción (17) están apoyadas radialmente hacia dentro sólo por los lados (19b') del perfil poligonal o las superficies de sujeción (17) están apoyadas por nervaduras (20) , en que las nervaduras (20) se extienden respectivamente en dirección radial hacia dentro.

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9. Cuerpo de enfriamiento y sujeción según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque al menos tres elementos de calentamiento (10) están dispuestos de forma distribuida sobre el perímetro.

10. Cuerpo de enfriamiento y sujeción según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque están previstas varias capas de elementos de calentamiento (10) dispuestas en dirección radial, en que entre la parte exterior (13) y la parte interior (14) está dispuesta al menos una parte intermedia (23) , en que las zonas de recepción (15) de la capa interior están conformadas entre la parte interior (14) y la parte intermedia (23) y las zonas de recepción (15) de la capa exterior están conformadas entre la parte intermedia (23) y la parte exterior (13) .

11. Dispositivo de calentamiento con un cuerpo de enfriamiento y sujeción según una de las reivindicaciones precedentes, en que un extremo axial (24) del soporte está unido a un ventilador (25) de tal modo que puede fluir aire a través del cuerpo de enfriamiento y sujeción en dirección longitudinal.

12. Procedimiento para la fabricación de un cuerpo de enfriamiento y sujeción según la reivindicación 1, en el que el diámetro de la parte exterior (13) es aumentado para el ensamblaje, en que ï?­ la parte exterior (13) es cargada por los lados (19b) del perfil poligonal respectivamente con una fuerza de montaje, que actúa radialmente hacia dentro o radialmente hacia fuera, y es deformada elásticamente, ï?­ entonces se realiza el ensamblaje de la parte interior (14) , los elementos de calentamiento (10) y la parte exterior de tal modo que tras el ensamblaje los elementos de calentamiento (10) se encuentran en las zonas de recepción (15) , y ï?­ entonces es descargada la parte exterior (13) .


 

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