PLACA CALEFACTORA Y PROCEDIMIENTO DE FABRICACIóN

DESCRIPCIóN

OBJETO DE LA INVENCIóN

El objeto de la presente invención es una placa calefactora de alto rendimiento asi como el procedimiento de fabricación para la obtención de dicha placa.

La placa calefactora está compuesta por dos elementos placa elementales en los que, cada placa elemental está a su vez compuesta por una placa no conductora eléctricamente sobre la que se configura un circuito re- sistivo sobre su superficie con el fin de establecer una región de disipación de la energía perdida por el paso de la corriente a través del circuito resistivo.

Caracteriza en la placa elemental que comprende esta invención el uso de bandas conductoras de alimentación eléctrica de la superficie resistiva configuradas por la proyección de metal fundido.

El método que permite la fabricación de la placa de esta invención hace uso de máquinas de proyección de metal fundido por medio de arco voltaico.

La placa de la invención permite la construcción de calefactores entre los cuales se indicará un ejemplo.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIóN

Existen configuraciones de placas calefactoras en las que se hace uso de una o más pistas metálicas de alimentación, preferentemente de cobre, situadas sobre

una placa de mica a la que se aplican bandas de pintura conductora.

Cuando se dice que la pintura es conductora es porque tiene un cierto grado de resistencia al paso de la corriente de tal modo que el producto de la resistencia por el cuadrado de la intensidad efectiva es igual a la potencia disipada.

La reducción de la sección de la pintura conductora porque la capa aplicada es menor o porque la anchura pintada es menor da lugar, ante el mismo paso de corriente, a una mayor potencia disipada ya que la resistencia se ve incrementada.

Esta pintura se ha de aplicar entre dos bandas conductoras de alimentación para que el paso de la corriente se haga a través de toda la pintura conductora.

Es importante que el contacto con las pistas de alimentación sea adecuado.

Las pistas conductoras del estado de la técnica consisten principalmente en pistas de cobre que son ad- heridas sobre la placa aislante, por ejemplo de mica.

Una pista lisa de cobre da lugar a una mala adherencia de la pintura conductora que tiende a retraerse antes de secarse sobre la superficie metálica estable- ciendo un mal contacto de alimentación.

En parte, este problema se ha solucionado en el estado de la técnica buscando barnices u otras sustancias que se añaden en una tercera capa que sirven de in- terfase entre la banda conductora y la pintura conducto-

ra. Algunos de estos barnices o sustancias se mezclan con la misma pintura conductora para conseguir el grado adecuado de contacto entre la banda conductora y la pintura conductora.

En cualquier caso es necesaria la aplicación de una tercera banda que evite el problema de la mala unión entre la pista conductora y la pintura conductora.

Es objeto de esta invención el establecer un procedimiento de fabricación que permita la adecuada unión entre la banda metálica conductora de alimentación y la pintura conductora que hace las veces de elemento resistivo.

DESCRIPCIóN DE LA INVENCIóN

La esencia de la invención consiste en una placa calefactora constituida a su vez por dos placas elemen- tales.

Cada una de las placas elementales está constituida por una placa no conductora de la electricidad que sirve de soporte resistente. El material preferentemen- te utilizado es mica o piedra natural.

El componente resistivo que se utilizará es una pintura conductora que ofrece cierto grado de resistencia de tal modo que el paso de la corriente a través de la banda pintada disipa energía en forma de calor consiguiendo el efecto buscado: la generación de calor.

La alimentación eléctrica de la banda pintada con pintura conductora se lleva a cabo mediante dos pis- tas metálicas entre las que se interpone dicha pintura

conductora. Estas pistas metálicas son las que polarizan y alimentan la pintura conductora.

La esencia de la invención se encuentra en la aplicación de las bandas conductoras metálicas y la unión con la pintura conductora.

Las bandas metálicas se proyectan mediante cabezales de proyección de metal fundido por arco. Estos ca- bezales de proyección se utilizan habitualmente para el recubrimiento de superficies que requieren una protección por ejemplo contra la corrosión.

Los cabezales disponen de una alimentación de dos hilos metálicos que convergen en un punto en el que entran en contacto. Dado que los hilos metálicos están alimentados eléctricamente, cuando entran en contacto se establece un arco eléctrico que funde uno y otro hilo en dicho punto de contacto.

La fusión se produce en continuo ya que los hilos son alimentados con una velocidad determinada.

El metal fundido, por la acción de un gas a pre- sión incidiendo en el punto donde se produce el arco eléctrico, es proyectado en gotas hacia la superficie que se encuentra frente al cabezal y en la dirección de soplado .

El uso por ejemplo de metales distintos en cada uno de los hilos metálicos da lugar a aleaciones muy limpias. Por su parte, el uso de gases de proyección adecuadamente elegidos también establece una atmósfera controlada.

El metal fundido proyectado sobre la superficie de la mica, el material preferentemente utilizado en los ejemplos de llevar a cabo la invención, queda intimamente unido a dicha superficie dando lugar a un cierto gra- do de irregularidad superficial, como haciendo aguas.

Estas irregularidades de la superficie de las pistas metálicas favorece la unión con la pintura conductora.

La pintura conductora es aplicada posteriormente sobre la placa entre las dos pistas y superpuesta parcial o totalmente sobre las pistas metálicas proyectadas .

La rugosidad de la superficie de las pistas metálicas dificulta que el efecto de la tensión superficial retire la pintura aplicada sobre la superficie metálica. En esta aplicación se encuentra que se obtienen mejores resultados si igualmente la pintura se incorpora mediante proyección.

El procedimiento de obtención de la placa elemental queda completado por la introducción de esta pla- ca en un horno a 200 grados dando lugar a una fase de petrificado de tal modo que todos los componentes aplicados pasan a formar un solo cuerpo.

Esta placa con la pintura petrificada puede ser taladrada permitiendo su aplicación y unión a otros elementos por ejemplo con un resultado decorativo.

Para evitar la exposición de las partes polarizadas y con paso de corriente se superponen dos placas elementales constituyendo una única placa con estructura

- β - estratificada o en sandwich.

Las pistas metálicas de alimentación proyectadas se prolongan hasta un lateral de la placa para la ali- mentación desde un conector de alimentación.

La placa asi fabricada y configurada es objeto de la invención.

Las caracteristicas técnicas esenciales que la definen pueden ser expresadas indicando que esta placa está constituida por la unión de dos placas elementales con elementos impresos de generación de calor por disipación resistiva. Cada una de estas placas elementales está constituida por una placa no conductora eléctricamente sobre la que se definen al menos dos pistas metálicas de alimentación eléctrica incorporadas por proyección con arco eléctrico entre las que se dispone un área de pintura conductora constituyendo la región de disipa- ción. Se entiende que la indicación de que la pista está configurada mediante proyección con arco eléctrico es el mejor modo de establecer su configuración sobre el sustrato al que se incorpora.

Esta placa puede ser utilizada para la construcción de un calefactor de alimentación eléctrica. El calefactor debe disponer de la alimentación eléctrica que conecte con los bornes de la placa utilizada, y también de los medios de protección para que, a ser posible, no sea directamente accesible por el usuario para evitar accidentes .

Es de especial interés un calefactor de bajo consumo que hace uso de dos placas como las de la inven- ción. Una placa frontal y otra interna inaccesible por

la presencia de la primera. Entre una y otra placa se establece una separación que da lugar a una cámara de aire que favorece la convención natural.

La estrategia empleada en el diseño para favorecer el bajo consumo consiste en hacer uso de dos termostatos independientes, uno para cada una de las placas, un termostato que regula la temperatura de la placa posterior y otro para la placa anterior.

La placa anterior no debe alcanzar temperaturas superiores a 60 o 65 grados centígrados para evitar que un contacto accidental con el usuario de lugar a quemaduras graves. La placa posterior puede alcanzar tempera- turas más altas.

De este modo, cuando la calefacción está fría y se enciende, las dos placas se conectan alcanzando rápidamente la temperatura de trabajo. Una vez alcanzada esta temperatura, dado que la posterior puede situarse a valores más altos, por radiación mantiene la temperatura de la placa anterior. Esta radiación permite por un lado que la placa anterior se mantenga apagada la mayor parte del tiempo porque su temperatura no desciende fá- cilmente, y por otro, conseguir el calentamiento por convención natural de la masa de aire situada entre una y otra placa.

Sobre este esquema de funcionamiento con dos placas, es posible incorporar una condición adicional para la desconexión de la alimentación y es la de que la placa anterior, aun desconectada, tenga una temperatura que supere cierto valor de seguridad calentada por la placa posterior. En este caso la placa posterior tam- bien se apagaría reduciendo todavía más el consumo y

manteniendo la seguridad del usuario. Un ejemplo de realización de este calefactor se describirá en el apartado dedicado a la descripción detallada de la invención.

DESCRIPCIóN DE LOS DIBUJOS

Se complementa la presente memoria descriptiva, con un juego de planos, ilustrativos del ejemplo prefe- rente y nunca limitativos de la invención.

La figura 1 es una representación esquemática de un cabezal de proyección de arco eléctrico.

La figura 2 un ejemplo de realización de una placa elemental con la que se configura la placa cale- factora.

La figura 3 es un detalle de la placa elemental seccionada en la que se observa la unión entre la pintura conductora y la banda metálica de alimentación eléctrica.

La figura 4 es un ejemplo esquemático de reali- zación de un calefactor mostrado en planta y alzado haciendo uso de dos placas como las descritas en los ejemplos anteriores.

EXPOSICIóN DETALLADA DE LA INVENCIóN

En la figura 1 se muestra un cabezal de proyección mediante arco como el que se va a utilizar en el procedimiento de fabricación de la placa calefactora de la invención.

Este cabezal comprende un par de hilos (5) metálicos impulsados por rodillos (6) para la alimentación continua del cabezal.

Ambos hilos (5) convergen en un punto (4) común. Dado que los hilos (5) están alimentados con una diferencia de potencial suficiente como para que se establezca un arco eléctrico, se produce una fusión de uno y otro metal.

En este ejemplo de realización se va a utilizar un hilo (5) de aluminio y otro de cinc para dar lugar a una aleación de aluminio y cinc. Mediante una flecha gruesa se indica la dirección de soplado que disgrega el metal fundido en pequeñas gotas que son proyectadas en un cono (7) que da lugar a la adhesión de estas gotas en la superficie (1) sobre la que incide hasta formar una capa (2) metálica.

En nuestra invención el sustrato es una placa (1) de mica y la capa (2) metálica es la que constituirá la pista metálica de alimentación de corriente de la pintura (3) conductora.

En la figura 2 se observa la placa elemental que constituirá la placa calefactora sobre la que se han proyectado mediante el cabezal de proyección por arco dos pistas (2) metálicas.

Estas pistas (2) se han configurado en "L" para conseguir que sus extremos alcancen el borde de la placa (1) elemental y ser fácilmente conectables a un co- nector (no representado) que alimente eléctricamente la placa (1) .

Sobre las pistas (2) metálicas existe un área rayada que representa la región sobre la que se aplica la pintura (3) conductora que constituye la zona de generación de calor.

Este área rayada que corresponde a la pintura (3) conductora se superpone a parte del área ocupada por las pistas (2) metálicas para conseguir el adecuado contacto entre ambas.

En la figura 3 se representa la unión entre la pintura (3) conductora y la pista (2) metálica sin que la pintura cubra totalmente dicha pista (2) metálica. El interés de esta representación gráfica es el de mos- trar el adecuado "mojado" de la pintura favorecido por la rugosidad de la proyección metálica que evita la retirada de la pintura cuando todavía está sin secar.

La pintura intenta cubrir el área por la tenden- cia a la auto-nivelación que tiene al cubrir esta zona entre las elevaciones que constituyen las proyecciones metálicas (2) .

La obtención de esta configuración de la placa elemental se obtiene por tanto a través de las siguientes etapas:

• Proyección de las bandas (2) metálicas mediante cabezal de arco eléctrico por fusión de dos hilos (5) me- tálicos.

• Pintado de un área entre las dos bandas (2) metálicas de alimentación.

• Cocción de la placa resultante para la petrificación del conjunto. • Unión de dos placas elementales asi constituidas de-

- li jando internamente la zona impresa para constituir una placa calefactora.

Una vez constituida la placa por la unión de es- tas placas (1) elementales se incorporan los conectores a las prolongaciones de las pistas (2) metálicas para la adecuada alimentación eléctrica.

Las placas asi configuradas pueden ser taladra- das e incorporadas en el interior de un dispositivo de calefacción.

Estas mismas perforaciones permiten la incorporación de elementos decorativos o los medios de soporte para su uso operativo.

Un ejemplo de uso de esta placa (1) calefactora se muestra ^' en la figura 4. En esta figura se muestra un alzado y la planta superior según un esquema de distri- bución de elementos.

El calefactor construido haciendo uso de las placas (1) presenta una carcasa (8) que alberga dos placas (1), una anterior y otra posterior.

La placa (1) anterior o bien es directamente accesible al usuario o bien está protegida por un elemento decorativo (9) frontal. En cualquier caso, esta placa (1) anterior es la más cercana al usuario y es ade- cuado que se alcance temperaturas limitadas por valores bajos como por ejemplo 60 o 65 grados centígrados.

Por el contrario, la placa (1) posterior se encuentra más protegida y es posible que alcance tempera- turas más altas. La separación entre una (1) y otra

placa (1) establece una cámara de aire que es calentada dando lugar a una corriente de aire que se mueve por convección natural en sentido ascendente. De este modo el calefactor lleva a cabo un calentamiento por un doble efecto: por radicación y por convección natural.

Para conseguir el objetivo de que la placa (1) anterior no supere los valores de temperatura de seguridad indicados dispone de un termostato (10) que desco- necta la placa (1) una vez que alcanza dicha temperatura .

La placa (1) posterior también dispone de un termostato (11) que limita la temperatura de trabajo y que se situará por encima de la temperatura de la placa (1) anterior.

Una vez que la placa (1) anterior alcanza la temperatura de trabajo, ésta se mantiene durante mucho más tiempo por el calentamiento por radicación de la placa (1) posterior. únicamente se volverá a conectar si el enfriamiento por la corriente de convección interior y la radiación del calor la enfria en exceso. Dado que durante la mayor parte del tiempo únicamente es una la placa (1) encendida, el consumo se reduce de forma importante .

La placa (1) posterior también dependerá del termostato (10) de la placa (1) anterior para que, si su temperatura sigue siendo muy elevada también se desconecte.

Mediante un rayado situado tras la carcasa (5) se indica la situación de la pared respecto del calefac- tor.

Aunque los termostatos (10, 11) se han situado exteriormente a la carcasa (8), su situación no es sino una representación esquemática que indica su presencia pudiendo situarse en cualquier punto que de lugar a una adecuada lectura de la temperatura.