ES2289092T3 - Calentadores electricos. - Google Patents

Abstract

Un calentador eléctrico para un recipiente para calentar líquidos que comprende un substrato generalmente plano (2), un elemento calefactor alargado (6) que tiene terminaciones (8) en los extremos respectivos para hacer la conexión eléctrica del mismo, yendo montado el elemento calefactor (6) en dicho substrato (2) o hecho en el mismo, y dichas terminaciones (8) están separadas en el substrato (2), caracterizado porque el calentador comprende además un pocillo (10) de volumen relativamente pequeño, hecho en el substrato (2) entre dichas terminaciones.

Description

Calentadores eléctricos.

Esta invención se refiere a calentadores eléctricos, particularmente a recipientes para calentar líquidos, y a medios para detectar que el líquido ha hervido.

En el campo de los recipientes para calentar líquidos, como las pavas y jarras para hervir agua, es ahora normal disponer un interruptor de vapor que incorpora un accionador bimetálico de acción inmediata para apagar el aparato cuando el agua está hirviendo. Hay dos métodos tipificados. En el primer método, el interruptor de vapor está situado en lo alto del recipiente, generalmente en algún punto cercano a la parte de arriba del asa. Este emplazamiento exige un enlace mecánico o eléctrico con el mando, que se encuentra en la base del recipiente. Esta disposición es más común en las jarras para hervir agua.

También, el interruptor de vapor puede estar situado en la base, bien separado o integrado en la unidad de mando. En tal disposición, se necesita un tubo para llevar el vapor desde el espacio por encima del agua en la parte alta del recipiente, al accionador bimetálico que está más abajo. Ambos dispositivos tienen desventajas. En particular, los dos limitan la libertad del diseñador del recipiente.

Se han hecho varias propuestas para detectar la ebullición electrónicamente, aunque por lo que sabemos, hasta la fecha, sólo en un producto comercial se ha recurrido a este dispositivo, que aún así, sigue necesitando una conexión eléctrica con el asa. Este método se considera generalmente prohibitivamente caro y sólo se ha propuesto instalarlo en calentadores de película gruesa.

En nuestra solicitud anterior PCT WO 97/04694, que también se ha publicado como US-8-6153859, se propone hacer un pocillo de volumen relativamente pequeño en el centro de la placa de la base de un elemento calefactor plano, que puede detectar una elevación brusca de la temperatura a consecuencia de una convección vigorosa relacionada con la ebullición. El pocillo de este documento está incorporado dentro de una vasija de aire en vez de en una pava o jarra europea más convencional. Por consiguiente, el elemento es de relativamente poca potencia, a saber 700 vatios.

El solicitante reconoce ahora que puede ser difícil aplicar con éxito el dispositivo de WO 97/04694 a las pavas y jarras de estilo europeo, en los que el elemento calefactor suele ser de una potencia considerablemente mayor, tal como 2,2 kW o incluso 3 kW, ya que el calentamiento del pocillo por el elemento podría enmascarar el ascenso de temperatura del agua cuando hierve. Subsiste, por tanto, la necesidad de disponer un método mejor para detectar la ebullición.

Viendo un primer aspecto de la presente invención, ofrece un calentador eléctrico de un recipiente para calentar líquidos, que comprende un substrato generalmente plano, un elemento calefactor alargado con terminaciones en cada extremo para efectuar la conexión eléctrica del mismo, estando el elemento calefactor montado o hecho en dicho substrato, de modo que dichos terminales estén separadas en el substrato, comprendiendo también el calentador un pocillo de volumen relativamente pequeño hecho en el substrato entre dichas terminaciones.

Cuando se mira desde un segundo aspecto, la invención presente ofrece un recipiente para calentar líquidos, dotado de un calentador eléctrico que comprende un substrato generalmente plano y un elemento calefactor alargado, que tiene terminaciones en sus extremos respectivos para efectuar la conexión eléctrica del mismo, montado o hecho en dicho substrato de modo que dichas terminaciones estén separadas en el substrato, comprendiendo además dicho calentador un pocillo de volumen relativamente pequeño, en comparación con el conjunto del recipiente para calentar líquidos, hecho en el substrato entre dichas terminaciones.

Mirando la presente invención desde un segundo aspecto, vemos que ofrece un recipiente para calentar líquidos que contiene un calentador eléctrico que consiste en un substrato generalmente plano y un elemento calefactor alargado que tiene terminaciones en los extremos respectivos para efectuar la conexión eléctrica del mismo, montado o hecho en dicho substrato, de tal modo que dichas terminaciones estén separadas sobre el substrato, comprendiendo también dicho calentador un pocillo de relativamente poco volumen en comparación con el recipiente para calentar líquidos en su conjunto, hecho en el substrato entre dichas terminaciones.

Así las personas entendidas en la técnica verán que, con arreglo a la invención, se sitúa un pocillo entre las terminaciones del calentador (llamadas en el ramo "colas frías"). Puesto que la zona del calentador no está caldeada, su temperatura estará influida en menor medida por el elemento, permitiendo así que refleje más precisamente la temperatura del agua del pocillo. De este modo se puede detectar más fácilmente el salto de temperatura por la rápida convección derivada de la ebullición. Además, habrá menos convección en la masa del líquido en dicha zona no caldeada, que tiende a inhibir la mezcla prematura de la masa de líquido con el que está en el pocillo, es decir, hasta que el primero empieza a hervir.

Por disponer de protección contra la ebullición dentro del conjunto del mismo calentador, sin depender de la detección del vapor, hay mucha más libertad para diseñar el recipiente dentro del que vaya incorporada, puesto que no hay necesidad de disponer tubos de vapor, enlaces eléctricos o mecánicos, etc.

El elemento calefactor está preferiblemente dispuesto alrededor del calentador. Aunque pueden concebirse disposiciones en las que el calentador continúe, p. ej. radialmente hacia dentro, es preferible disponer la longitud del calentador en un arco, de preferencia sustancialmente en la periferia del calentador. Por consiguiente, en dichas disposiciones el pocillo está situado esencialmente en el mismo arco, es decir, de preferencia, sustancialmente en la periferia del calentador.

Las terminaciones pueden estar separadas lo justo para dar cabida al pocillo y también para permitir hacer la conexión eléctrica de las mismas, pero también podrían estar separadas por una distancia más considerable. En una versión preferente, por ejemplo, el elemento calefactor rodea aproximadamente 180º la periferia del calentador. En esta disposición, es preferible poner el pocillo en el mismo arco. En esta versión y en otras, el pocillo está preferiblemente situado a medio camino entre las dos terminaciones.

Se necesita un medio que sienta el aumento de la temperatura del pocillo a resultas de la rápida convección causada por la ebullición. Podría recurrirse a un medio electrónico, tal como un termostato con circuitos electrónicos unidos al mismo, pero es preferible un accionador mecánico. Una forma posible que dicho accionador podría tomar es la de una aleación adecuada con memoria de forma, pero preferiblemente un accionador bimetálico, y más preferiblemente un accionador bimetálico de acción inmediata, provisto de un módulo normalizado de interruptor de vapor, p. ej. el interruptor de vapor R48 del solicitante. Que es sumamente conveniente ya que permite poner piezas existentes, con un ahorro considerable de coste. En una posible variante, se pondría un interruptor de vapor integrado en la unidad de mando, como el mando U18 del solicitante.

Cuando se pone el interruptor de vapor separado, pude montarse totalmente separado de la unidad de mando, pero también se monta el interruptor de vapor separado en una placa común con la unidad de mando. Por ejemplo, la placa de montaje para una unidad de mando normal, puede alargarse para acomodar el interruptor de vapor.

Como se ha dicho antes, la invención es particularmente beneficiosa cuando se combina con calentadores de potencia relativamente alta, y es preferible por tanto que el valor del elemento calefactor sea de al menos 1 kW, y más preferiblemente de al menos 2 kW.

El accionador estará preferiblemente preparado para abrir un conjunto de contactos eléctricos cuando siente que hierve el líquido del recipiente. Estos contactos pueden estar dispuestos en serie con el suministro eléctrico del elemento calefactor de modo que corte el suministro eléctrico producirse el hervor dejando al elemento sin energía. 0 bien, los contactos pueden ser parte de un dispositivo para pasar energía o mantener solo con energía un elemento pequeño que mantenga apenas hirviendo el líquido del recipiente después de que ha hervido. Puede ser un elemento distinto o el mismo elemento trabajando a menor potencia.

En una versión preferente, el accionador está preparado para disparar un mecanismo sobre el centro que mantenga la reducción o interrupción de la energía al elemento calefactor hasta el momento en que el usuario lo reactive o lo apague. Más preferiblemente, esta es la disposición de un dispositivo de disparo sobre el centro de un módulo interruptor de vapor separado, p. ej.: el R48 del solicitante. Preferiblemente, habrá una palanca para que el usuario pueda reactivar o apagar el mecanismo del interruptor de vapor sobre el centro. En la versión más preferida, la palanca que gobierna el módulo del interruptor de vapor está acopiada con la palanca activadora de una unidad de mando, como el mando de la serie U18 del solicitante, de manera que la palanca que gobierna el interruptor de vapor y la unidad de mando propiamente dicha, pueda actuar en ambos si uno de ellos debiera funcionar.

El elemento calefactor puede montarse o hacerse directamente en el sustrato. Pero es más preferible disponer entre los dos una placa conductora que distribuya el calor para que su distribución por todo el calentador sea más uniforme. Es preferible hacer un recorte en la placa distribuidora de calor para que no se transfiera demasiado calor al pocillo. Es preferible que el canto de la placa distribuidora de calor mida al menos 6 mm, preferiblemente al menos 10 mm y más preferiblemente al menos 14 mm.

El solicitante ha observado que se puede obtener un efecto similar situando el pocillo entre las colas frías y haciendo un recorte en las placas distribuidoras de calor o similares, si se instala dicha placa, puede conseguirse situando el pocillo en una zona que no esté cubierta por una placa distribuidora de calor. En general, el pocillo no estará entre las colas frías, ya que éstas se encuentran normalmente por encima de dicha placa distribuidora de calor.

En virtud del dispositivo antes descrito, se reduce la conducción del calor desde el elemento hasta el pocillo, lo que permite que la temperatura del pocillo sea el reflejo verdadero de la temperatura del líquido dentro del recipiente. En común con los aspectos anteriores de la invención, es importante para que el pocillo funcione eficazmente, además de limitar la conducción térmica entre el elemento calefactor y el pocillo, que la convección del líquido que contiene no sea grande hasta el momento en que el líquido del recipiente empiece a hervir. Al situar el pocillo en una zona relativamente templada del calentador se ayuda a este objeto, puesto que la convección será reducida en el líquido por encima de dichas zonas del calentador durante el proceso de calentamiento.

En un dispositivo preferente, el elemento calefactor está puesto alrededor de la periferia de la placa distribuidora de calor, que será preferiblemente esencialmente circular. El pocillo por lo tanto se dispone radialmente fuera del elemento calefactor y entonces fuera del espacio que ocupa la placa distribuidora de calor.

Preferiblemente, el pocillo se situará esencialmente en la periferia del sustrato, estando el elemento calefactor y la placa distribuidora de calor colocados hacia el centro del mismo. Así se da la máxima separación entre el pocillo y la placa distribuidora de calor, mientras que aún permite un calentamiento isotrópico relativo.

La separación óptima entre el pocillo y la placa distribuidora de calor depende de varios factores, incluso el espesor y conductividad térmica del sustrato y la potencia del elemento calefactor. Sin embargo es preferible que la separación sea mayor de 6 mm, más preferiblemente mayor de 10 mm e idealmente de al menos 14 mm. La conductividad térmica del sustrato será preferiblemente menor de 100 vatios por metro por Kelvin (Wm^{-1}K^{-1}), más preferiblemente menor de 50 Wm^{-1}K^{-1} y más preferiblemente de aprox. 25 Wm^{-1}K^{-1}.

Más generalmente, el solicitante ha observado ahora que el calentamiento óptimo del líquido del pocillo -es decir, asegurar que la temperatura detectada fuera del pocillo no esté influida por el elemento calefactor- mientras se reduce el área total del calentador, se consigue regulando cuidadosamente la conductividad térmica del sustrato que rodea inmediatamente el pocillo, en comparación con la de la masa del calentador, o sea, la parte cubierta por la placa distribuidora de calor. Se ha visto en particular, que la detección eficaz de la ebullición por el pocillo se logra poniendo el pocillo en un recorte de la placa distribuidora de calor, en el que la conductividad térmica del material que rodea el pocillo sea menos del 20% de la conductividad térmica de la parte cubierta por la placa distribuidora de calor.

Como se dijo antes, haciendo que la proporción de conductividad térmica sea menor del 20%, puede aumentar la transferencia de calor desde el elemento al líquido que se está calentando, mientras se reduce el espacio necesario para acomodar el pocillo con un grado suficiente de aislamiento térmico que impida la intervención prematura del mismo.

La proporción, para que el funcionamiento sea eficaz, debe ser menor del 20%, pero más preferiblemente menor del 10% y aún más preferiblemente del 5% o menos.

La diferencia relativa de conductividad térmica se consigue preferiblemente haciendo un recorte en la placa distribuidora de calor para que la primera conductividad térmica sea sólo la del substrato, en tanto que la segunda conductividad térmica es esencialmente la de la placa distribuidora de calor (siendo despreciable el efecto del substrato en comparación con el efecto de la placa distribuidora de calor en esas circunstancias.

El pocillo puede ser del mismo material y el mismo espesor que el substrato en sí. Pero es preferible que al menos las paredes del pocillo sean más delgadas que el substrato, y preferiblemente menos de la mitad. Esto también favorece el aislamiento térmico del pocillo contra la influencia directa del elemento calefactor sin aumentar el área total del calentador.

Este dispositivo puede servir igualmente para calentadores de película gruesa y para en los que un elemento revestido va montado en el substrato o hecho en el mismo.

El requisito de asegurar que el pocillo tenga suficiente aislamiento térmico del medio calefactor para impedir el calentamiento excesivo del líquido que tiene dentro se puede expresar en términos de fluencia de calor. En el caso del agua, el requisito se puede expresar por la máxima elevación de temperatura de aproximadamente 40º que experimenta el agua del pocillo antes del salto de temperatura derivado de la ebullición. Aumentos de la temperatura más altos que éste provocan el accionamiento prematuro del sensor térmico, p. ej. el accionador bimetálico, impidiendo la debida detección de la ebullición.

De igual manera, el calentador debe estar dispuesto preferentemente de modo que la cantidad de calor que pasa al líquido del pocillo durante el calentamiento de la masa de líquido sea menos de alrededor de 170 Julios por cm^{3} del volumen del pocillo. La cantidad total de calor que fluye al pocillo no depende sólo de la potencia del elemento y del grado de aislamiento térmico, sino también del tiempo que tarda el agua para calentarse hasta hervir. El tiempo máximo (y por tanto el "caso más desfavorable" de fluencia del calor) ocurre cuando el recipiente está lleno al máximo. Así, en un recipiente calentador de agua dado, se determinará antes la fluencia máxima de calor deseable.

El pocillo puede estar hecho separadamente y unirlo al substrato por un medio apropiado, como soldadura con láser o TIG. También, un pocillo hecho por separado se puede montar con broncesoldadura. En un ejemplo preferente de dicho método, el pocillo es broncesoldado en el substrato en la misma operación de broncesoldadura de la placa y/o del elemento calefactor.

También, y preferentemente, el pocillo se hace por estiramiento profundo del substrato. El proceso de estiramiento profundo tiene la ventaja de que, naturalmente, por causa el adelgazamiento de las paredes laterales.

Como se ha mencionado anteriormente, se reduce la mezcla del líquido del pocillo y de la masa de líquido situando el pocillo en una zona relativamente templada del substrato del calentador y/o aislándolo térmicamente del elemento calefactor. Con en fin de favorecer más este propósito, es preferible dimensionar el pocillo de forma que inhiba la convección en su interior. El solicitante ha comprobado que esto se puede realizar dándole al pocillo las dimensiones y proporciones apropiadas. Se ha visto, en particular, que el pocillo debe tener una profundidad que sea al menos igual o mayor que su diámetro. Preferiblemente, dicha profundidad será de al menos 5 mm, más preferiblemente de al menos 10 mm y mucho más preferible de aprox. 12 mm. El diámetro será preferiblemente de al menos 5 mm, más preferiblemente de 10 mm y mucho más preferible de aprox. 11 mm.

Se ha encontrado que también es importante el ángulo de las paredes laterales del pocillo y particularmente que cuanto más empinadas sean, mayor es el grado en que se inhibe la convección dentro del pocillo. Así, se prefiere que las paredes del pocillo estén inclinadas a un ángulo de al menos 45º, más preferiblemente de al menos 75º y mucho más preferible de aprox. 90º, es decir, verticales. No se prefieren los ángulos mayores de 90º pues el talud negativo resultante puede dar dificultades en la fabricación.

El pocillo puede tener cualquier forma en sección, pero se prefiere que sea circular.

El material del substrato es preferiblemente acero inoxidable, más preferible de acero inoxidable de la serie 300 ó 400 y de la máxima preferencia el acero inoxidable de la serie 304, 316 ó 430.

Ahora se describen ciertas versiones de la presente invención a título de ejemplo, con referencia a las figuras adjuntas, en las que:

La Fig. 1a es una vista en perspectiva de un calentador con arreglo a la primera versión de la invención;

La Fig. 1b es una vista igual a la de la Fig. 1a pero mostrando una unidad de mando e interruptor de vapor montados en el calentador;

La Fig. 1c es una sección ampliada mostrando el pocillo con más detalle; y

Las Figs, 2a y 2b son vistas correspondientes a las versiones de la segunda a la cuarta de la invención respectivamente. Las versiones de las Figs. 5a y 5b no son parte de la invención.

Volviendo ahora a la Fig. 1a, en ella se puede ver un calentador eléctrico de un recipiente para calentar líquidos que incorpora la presente invención. El calentador comprende un substrato del calentador 2 hecho de acero inoxidable serie 300 de 0.9 mm de espesor con una conductividad térmica de Wm^{-1}K^{-1}. Pueden servir aceros inoxidables de otros grados, como el de la serie 400. Se prefieren espesores en el campo de 0,5 a 0.9 mm. El borde del substrato del calentador se hace con una pestaña hacia arriba y hacia abajo dependiendo del canal para formar un cierre estanco con el recipiente de plástico para calentar. Otros detalles de la configuración se encuentran en WO 96/18321.

Una placa distribuidora de calor 4 de aluminio está adherida a la cara seca del substrato del calentador y cubre esencialmente toda la cara. Un elemento calefactor revestido 6 con una potencia nominal de 2,2 kW está broncesoldada alrededor de la periferia de la placa de aluminio (4) por un método bien conocido en el ramo. En ambos extremos del elemento calefactor 6 están los terminales 8 de las resistencias, más conocidos como colas frías, para hacer la conexión eléctrica con el elemento calefactor.

Entre las colas frías 8, en el mismo arco que el elemento calefactor 6, está situado un pocillo 10 hecho en el substrato 2. El pocillo 10 está hecho por estiramiento profundo de una placa plana de aluminio y va broncesoldado en una oquedad hecha en el substrato, en la misma operación en que se suelda el elemento 8. También se podría formar el pocillo por estiramiento profundo del substrato 2.

El pocillo 10 se ve más claramente en la sección despiezada ampliada de la Fig. 1c. Se verá que el pocillo es circular con un diámetro interior de 11 mm y una profundidad interior de 12 mm. También se ve un recorte hecho en la placa distribuidora de calor alrededor del pocillo 10. El recorte es de tamaño suficiente para crear un espacio vacío de por lo menos 6 mm entre la placa distribuidora de calor 4 y el pocillo 10 todo alrededor del mismo.

El espesor del substrato 2 es de 0,9 mm y tiene una conductividad térmica de 25 Wm^{-1}K^{-1} (Vatios por metro por Kelvin). La placa distribuidora de calor 4 tiene un espesor de 2 mm y tiene una conductividad térmica de 410 Wm^{-1}K^{-1}. Así la eficiencia relativa de la transferencia térmica de la zona del substrato 4a que rodea el pocillo 10, comparada con la que pasa por la placa distribuidora de calor 4 es 0,9 x 25/2,0 x 310 = 5,4%.

En la placa distribuidora de calor 4 hay hechos una serie de realces 12 para montar en ella una unidad de mando y un módulo de interruptor de vapor.

La Fig. 1b es una vista del calentador de la Fig. 1a con una unidad de mando 14 y un interruptor de vapor montados en el mismo. La unidad de mando es el mando U1830 del solicitante que se encuentra en el mercado y cuyos principios básicos se describen en WO 95734187, al que se hará otra referencia con detalles completos. El módulo del interruptor de vapor 16 es el módulo de interruptor de vapor R48, normalizado del solicitante, que incorpora un accionador bimetálico de acción rápida (no visible) que actúa sobre un mecanismo interruptor sobre el centro abriendo un par de contactos eléctricos. El módulo del interruptor de vapor 16 está montado, con su accionador bimetálico, en buen contacto térmico con la cara inferior del pocillo 10. El montaje se hace mediante una cartela 18 atornillada a dos de los realces de montaje 12 hechos en la placa distribuidora de calor 4, compartiendo uno de ellos con la unidad de
mando 14.

La interconexión eléctrica se realiza por cables con la debida resistencia al calor, que se conocen en la técnica, pero se han omitido para mayor claridad. El interruptor de vapor 16 está conectado eléctricamente en serie entre la salida en línea de la unidad de mando 16 (omitida) y una de las colas frías 8 del elemento calefactor 8.

También se ha omitido por claridad una palanca de disparo que va unida a un punto de acoplamiento 16a del interruptor de vapor y es capaz de moverse hacia arriba (como se ve en la Fig. 16) sobre un punto de acoplamiento similar 14 a de la palanca de disparo U1830.

En funcionamiento, el recipiente para calentar líquidos dotado del calentador que aparece en la Figs. la y 1b está lleno de agua, lo que supone, por supuesto, que el pocillo 10 también se llena de agua. Cuando se enciende el calentador 6, empieza a calentar el agua del recipiente. Dada el área relativamente pequeña de la boca del pocillo 10 en comparación con el área total del calentador, se producirá poca mezcla del agua del pocillo 10 con la del cuerpo principal del recipiente. Por consiguiente, la temperatura del líquido del pocillo 10 estará entre la temperatura del agua que se está calentando en el recipiente. Además, puesto que el pocillo 10 está situado entre las colas frías 8, es decir, en una zona del substrato que no está calentada y puesto que la conducción del elemento calefactor 6 sólo puede ocurrir por medio del substrato 2, que es relativamente poco conductor (debido al recorte de 4a en la placa distribuidora de calor) los efectos del calentamiento directo del pocillo 10 por el elemento calefactor son relativamente marginales. El resultado es que la temperatura en el fondo del pocillo 10 que se envía al accionador bimetálico del interruptor de vapor 16 es muy inferior a la que sienten los dos accionadores bimetálicos que son parte de la unidad de mando 14, que están en contacto térmico con la placa distribuidora de calor 14.

Sin embargo, una vez que la masa de líquido del recipiente empieza a hervir, la convección será vigorosa, induciendo una mezcla mucho más completa del agua del cuerpo principal del recipiente con la del pocillo 10. Lo que significa que el agua relativamente templada del pocillo 10 será súbitamente reemplazada con agua del cuerpo principal del recipiente que estará entonces en el punto de ebullición o cerca. Este súbito incremento de la temperatura en el pocillo, eleva la temperatura del pocillo por encima de la trabajo del bimetal del interruptor de vapor 16, haciendo que salte a la curvatura opuesta, disparar el mecanismo del interruptor sobre el centro y abriendo así los contactos eléctricos e interrumpiendo el suministro de energía al elemento calefactor 6. Para que la energía vuelva al elemento 6, el usuario debe accionar la palanca de disparo que sobresale del recipiente para activar el mecanismo sobre el centro de dicho interruptor de vapor 16.

Suponiendo que el calentador está instalado en un recipiente cuya capacidad máxima es de 1,7 litros y que el recipiente está totalmente lleno de agua inicialmente a 20º, se puede calcular la energía que pasa al pocillo directamente desde el calentador. Por tanto se puede calcular la temperatura del líquido del pocillo. En el presente ejemplo se ha calculado que pasan al pocillo aprox. 190 Julios de energía, lo que significa que la temperatura del agua que hay en el mismo subirá a 60º mientras la masa de líquido se aproxima a la ebullición. Esto asegura que no se produzca la actuación prematura del accionador bimetálico.

En el caso de que se encienda el calentador sin agua dentro, la temperatura de la placa distribuidora de calor 4 subirá rápidamente hasta que uno de los accionadores bimetálicos, o ambos, de la unidad de mando 14 accione la palanca del mismo, cortando el suministro de energía al elemento calefactor 6. El usuario puede restaurar la energía manualmente accionando la misma palanca que sirve para poner de nuevo en servicio el interruptor de vapor 16.

Volviendo ahora a la Fig. 2a, vemos una segunda versión de la invención. Las características de esta versión son comunes con las de la primera y se designan con los mismos números de referencia. La diferencia entre esta versión y la que aparece en las Figs. la y 1b es que en esta versión el elemento calefactor 6 se extiende sólo en aprox. 180º de la periferia de la placa que distribuye el calor 4. En esta versión, el pocillo 10 no está situado a medio camino entre las colas frías 8 sino algo más cerca de una de ellas. No obstante, no está más cerca de ninguna de las dos colas frías 8 que en la versión anterior.

Volviendo ahora a la figura 2a, se puede ver en ella una segunda versión de la invención. Las características de esta versión que son comunes con la primera se designan con las mismas referencias numéricas. La diferencia entre esta versión y la de las figuras la y b es que en esta versión el elemento calefactor 6 se extiende sólo aprox. 180º alrededor de la periferia de la placa distribuidora de calor 4. En esta versión, el pocillo 10 no está situado a medio camino entre las colas frías 8, sino más cerca de una de ellas. Sin embargo, no está más cerca de ninguna de las colas que en la versión anterior.

Se pueden observar algunas diferencias menores más viendo la Fig. 2b, que presenta la unidad de mando 14 y el interruptor de vapor 16 montados en la placa distribuidora de energía4 y en el pocillo 10 respectivamente. Primeramente, se puede ver que la unidad de mando 14 y el interruptor de vapor 16 se pueden orientar ahora para ponerlos esencialmente paralelos entre sí, lo que facilita disponer de una sola palanca accionadora sobresaliendo del recipiente en servicio. También puede verse que el interruptor de vapor 16 no está montado en una cartela separada, como en la versión anterior, sino que está montado en una extensión de la ménsula de montaje 18' de la unidad de mando 14. El funcionamiento de esta versión es igual al de la anterior y por lo tanto no se volverá a explicar.

Las figuras 3a y 3b muestran una tercera versión de la invención. Esta versión es en esencia similar a la primera, salvo que hay un segundo elemento calefactor 20 puesto hacia dentro del primer elemento calefactor 6. La potencia nominal del primer elemento calefactor es de 2.400 vatios y la del segundo es de 400 vatios. Los dos elementos 6, 20 están conectados eléctricamente en paralelo de modo que en la operación normal de calentamiento su potencia combinada es de 2.600 vatios. Sin embargo, el interruptor de vapor 16 de esta versión sólo interrumpe la energía del primer elemento 6 dejando el segundo elemento 20 encendido. Esto supone que, al hervir el agua del recipiente, se sigue calentando el agua con los relativamente pocos 200 vatios para mantenerla templada. La unidad de mando 14, sin embargo, está conectada eléctricamente en serie con los dos elementos calefactores 6, 20 de modo que en el supuesto de que el calentador sea encendido sin agua, o hierva hasta secarse, se interrumpe el paso de energía a ambos elementos calefactores 6, 20.

Las Figs. 4a y 4b muestran una cuarta versión de la invención. En esta versión se verá que el substrato 2 va más allá de la placa distribuidora de calor 4 formando así un cerco sin calentar 2a. En este cerco sin calentar 2 a es donde se encuentra el pocillo 10. Se verá por tanto que el pocillo 10 está situado fuera del espacio en planta de la placa distribuidora de calor 4. La conductividad térmica relativamente baja del substrato 2 de acero inoxidable asegura que el pocillo 10 reciba relativamente poco calor directo del elemento calefactor 6, 20. Además, la convección de la masa de agua del recipiente durante el calentamiento normal se confina generalmente a la zona del centro del calentador dentro del espacio en planta de la placa distribuidora de calor 4. Podrá verse en la Fig. 4b que en esta versión, el interruptor de vapor 16 está completamente separado de la unidad de mando 14 y va montado en realces de montaje propios 12'. Las conexiones eléctricas de esta versión son las mismas que las de la versión antes descrita, de manera que al ocurrir el hervor el elemento conservador del calor permanece encendido.

Finalmente, las Figs. 5a y 5b muestran una quinta versión que no es parte de la invención, y que difiere de la cuarta versión en que el pocillo 10 ya no se encuentra en la cercanía de las colas frías 8, 22, sino que va montado más lejos alrededor del elemento 6, 20, pero sigue fuera del espacio en planta de la placa distribuidora de calor 4. La conexión eléctrica y el funcionamiento de esta versión son idénticos a la tercera y la cuarta versión.

Los entendidos en el arte observarán que se pueden hacer muchas variaciones y modificaciones a las versiones descritas dentro del ámbito de la invención. En particular, se contemplan muchas combinaciones dadas, como la longitud de los elementos, potencia de los elementos, elementos dobles o único y posición del pocillo dentro del alcance de la presente invención. Más aún, el pocillo puede tener paredes más delgadas que el substrato estar situado fuera del espacio en planta de la placa distribuidora de calor.

Además, la invención no se circunscribe a los calentadores que tienen un elemento calefactor revestido unido a un substrato. Por ejemplo, según varios aspectos de la invención, el calentador puede ser de película gruesa.

Claims (25)

1. Un calentador eléctrico para un recipiente para calentar líquidos que comprende un substrato generalmente plano (2), un elemento calefactor alargado (6) que tiene terminaciones (8) en los extremos respectivos para hacer la conexión eléctrica del mismo, yendo montado el elemento calefactor (6) en dicho substrato (2) o hecho en el mismo, y dichas terminaciones (8) están separadas en el substrato (2), caracterizado porque el calentador comprende además un pocillo (10) de volumen relativamente pequeño, hecho en el substrato (2) entre dichas terminaciones.

2. Un recipiente para calentar líquidos que contiene un calentador eléctrico que comprende un substrato (2) generalmente plano y un elemento calefactor (6) que tiene terminaciones en los extremos respectivos para hacer la conexión eléctrica del mismo, montados o hechos en dicho substrato (2) de modo que dichas terminaciones (8) estén separadas sobre el substrato (2), caracterizado porque dicho calentador comprende además un pocillo (10) de un volumen relativamente pequeño en comparación con todo el recipiente para calentar líquidos, hecho en el substrato (2) entre dichas terminaciones (8).

3. Un calentador o recipiente para calentar líquidos como el de la reivindicación 1 ó 2 en el que el elemento calefactor (6) está dispuesto para extenderse en un arco alrededor del calentador.

4. Un calentador o recipiente para calentar líquidos como el de la reivindicación 3 en el que toda la longitud del elemento (6) está dispuesta en un arco.

5. Un calentador o recipiente para calentar líquidos como el de la reivindicación 3 ó 4 en el que dicho elemento (6) está dispuesto esencialmente en la periferia del calentador.

6. Un calentador o recipiente para calentar líquidos como el de cualquiera de las reivindicaciones de 3 a 5 en el que el elemento calefactor (6) se extiende alrededor de la periferia del calentador aprox. 180º.

7. Un calentador o recipiente para calentar líquidos como el de la reivindicación 6 en el que el pocillo (10) está puesto esencialmente en el mismo arco que el elemento calefactor (6).

8. Un calentador o recipiente para calentar líquidos como el de cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el pocillo (10) está situado a medio camino entre las dos terminaciones (8).

9. Un calentador o recipiente para calentar líquidos como el de cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende un accionador mecánico que siente cuándo la temperatura del pocillo (10) sube a consecuencia de la ebullición.

10. Un calentador o recipiente para calentar líquidos como el de la reivindicación 9 en el que dicho accionador comprende un accionador bimetálico, preferiblemente un accionador bimetálico de acción rápida.

11. Un calentador o recipiente para calentar líquidos como el de la reivindicación 10 en el que el accionador bimetálico de acción rápida está dotado de un interruptor de vapor (16) normalizado.

12. Un calentador o recipiente para calentar líquidos como el de la reivindicación 11 que comprende una unidad de mando (14), en el que dicho módulo de interruptor de vapor (16) está montado en una placa común con dicha unidad de mando (14).

13. Un calentador o recipiente para calentar líquidos como el de cualquiera de las reivindicaciones de 9 a 12 en el que el accionador está preparado para abrir un conjunto de contactos eléctricos cuando siente que el líquido del recipiente está hirviendo.

14. Un calentador o recipiente para calentar líquidos como el de la reivindicación 13 en el que dichos contactos están colocados en serie con el suministro eléctrico del elemento calefactor (6) de manera que el suministro eléctrico se interrumpa al hervir y se apague el calentador.

15. Un calentador o recipiente para calentar líquidos como el de la reivindicación 13 ó 14 en el que dichos contactos son parte de un dispositivo para encender o mantener encendido únicamente un elemento (20) que conserve el líquido caliente una vez que ha hervido el líquido del recipiente.

16. Un calentador o recipiente para calentar líquidos como el de la reivindicación 13, 14 ó 15 en el que el accionador está dispuesto para accionar un mecanismo sobre el centro que mantiene la reducción o interrupción de la energía al elemento calefactor (6) hasta que el usuario lo vuelva a accionar.

17. Un calentador o recipiente para calentar líquidos como el de la reivindicación 16 que comprende una palanca de anulación para permitir al usuario anular el mecanismo sobre el centro.

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18. Un calentador o recipiente para calentar líquidos como el de la reivindicación 17 el que la palanca de anulación está acoplada con una palanca de disparo de una unidad de mando de modo que la palanca de anulación sea capaz de anular el interruptor de vapor (16) y la unidad de mando (14) misma si uno de los dos actuase.

19. Un calentador o recipiente para calentar líquidos como el de cualquier reivindicación anterior que comprende una placa distribuidora de calor (4) conductiva térmicamente entre el elemento calefactor (6) y el substrato (2).

20. Un calentador o recipiente para calentar líquidos como el de la reivindicación 19 que comprende un recorte (49) en la placa distribuidora de calor (4).

21. Un calentador o recipiente para calentar líquidos como el de la reivindicación 20 en el que en el que el borde de la placa distribuidora de calor (4) está al menos a 6 mm del pocillo (10).

22. Un calentador o recipiente para calentar líquidos como el de cualquiera de las reivindicaciones de 19 a 21 en el que el elemento calefactor (10) está dispuesto alrededor de la periferia de la placa distribuidora de calor (4).

23. Un calentador o recipiente como el de cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que dicho pocillo (10) comprende al menos una pared lateral que es más delgada que dicho substrato.

24. Un calentador o recipiente como el de cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que dicho pocillo (10) tiene una profundidad por lo menos igual o mayor que su diámetro.

25. Un calentador o recipiente como el de cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que las paredes de dicho pocillo (10) están inclinadas a un ángulo al menos de 45º, más preferiblemente de al menos 75º y mucho más preferiblemente de aprox. 90º, esto es, vertical.