Brevet FR2007485A1 — publié le 19700109

la présente invention a pour objet une méthode de fabrication d'un élément chauffant, notamment d'un élément à résistance métallique en forme de bande ou de cordon. Jusqu'ici, les éléments plats utilisés pour chauffer 5 un fer électrique étaient faits d'une résistance métallique en forme de bande ou de cordon, placée entre des feuilles de mica, appliquées contre une plaque de métal ou de verre cristallisé à travers laquelle se transmet la chaleur dégagée par l'élément chauffant. Mais dans un élément de ce genre, le contact entre le 10 mica enfermant la résistance chauffante et la plaque de métal ou de verre cristallisé est imparfait par endroits, de sorte qu'il y a des inégalités de température dans la plaque de métal ou de verre cristallisé, celle-ci étant sur-chauffée aux endroits de mauvais contact. Il arrive que 11 élément chauffant se coupe par 15 suite de cette surchauffe, la température maximale que puisse supporter la feuille de mica est de l'ordre de 400°C, de sorte que l'élément chauffant décrit ci-dessus ne convient pas pour les températures plus élevées. lorsque la résistance métallique adhère directement 20 à la plaque de verre cristallisé à l'aide d'un adhésif résistant à la chaleur pour constituer l'élément chauffant, ce dernier se brise facilement par suite de la différence des coefficients de dilatation thermique entre la résistance métallique, qui a un fort coefficient, et l'adhésif thermo-résistant ou la plaque de verre 25 cristallisé dont le coefficient de dilatation est faible. Pour absorber ces différences de dilatation thermique, l'élément chauffant peut être formé en faisant adhérer plusieurs tubes en verre cristallisé, verre, céramique ou similaires mis en parallèle à une plaque émetteuse de chaleur en verre cristallisé, en verre, en 30 verre de quartz, en céramique, etc.., à l'aide d'un adhésif thermorésistant, et en insérant la résistance métallique chauffante à l'intérieur de l'élément tubulaire. Mais dans un tel élément chauffant, la température tend à se répartir inégalement à la surface de la plaque, vu que la chaleur dégagée par la résistance se trans-35 met par rayonnement à ladite plaque, de sorte que, pour que la température à la surface de celle-ci dépasse 500°C, la température intérieure dans le voisinage de la résistance métallique doit être bien plus élevée, par suite de l'insuffisance de transmission thermique. 69 11629 2 2007485 la présente invention a pour objet un mode de fabrication d'élément chauffant supprimant complètement les inconvénients susdits des systèmes antérieurs. Suivant la présente invention, après qu'un élément chauffant à résistance métallique et un 5 matériau combustible ont été noyés dans une couche de ciment thermo-résistant ou de céramique disposée à la surface d'un support ladite couche est portée à l'incandescence de façon à faire brûler la matière combustible et à créer un léger évidement autour de la résistance métallique. 10 Grâce à ces petits évidements faciles à obtenir, on évite que l'élément chauffant ne se brise par suite des différences de dilatation thermique entre la céramique ou le ciment thermo-résistan^ et résistance métallique, quand on utilise l'élément chauffant. Et comme l'élément à résistance métallique est noyé dans la eéra-15 mique ou la couche thermo-résistante adjacente; à ce petit évidement, la conductibilité thermique est si élevée que le support peut être.chauffé uniformément, même si les éléments métalliques chauffants sont disposés plus ou moins régulièrement sur le support Se plus, dans l'élément électrique chauffant conforme à la prêtent* 20 invention, l'élément métallique ne devient pas incandescent grâae à la forte conductibilité thermique, même si la température superficielle du support atteint ou, dépasse 500°C, de sorte que l'élément chauffant métallique fait un long usage. D'autres objets, avantages et applications de la piré-25 sente invention sont mis en évidence ci-après dans la description, détaillée en se référant aux dessins y annexés. la figure I est une vue en plan de l'élément plat de chauffage électrique conforme à l'invention; la Fig. 2 est une vue frontale partiellement en coup* 30 suivant la ligne A-O-A* de la fig.I# la Figo 3 est une vue latérale partiellement en coupe de l'élément tubulaire de chauffage électrique suivant la présente invention, et la Fig. 4 est un diagramme avec courbes de température 35 caractérisant 1*élément plat de chauffage électrique conforme à la présente invention. Sur les figures I et 2, 1 est un suppprt plat en verre, quartz, céramique ou verre cristallisé ; 2 et 3 sont des couches adhésives thermo-résistantes en céramique "ou en ciment ; 4 désigne 11629 3 2007485 un élément chauffant métallique, en forme de bande enroulée en serpentin ; 5 et 5* les terminaisons extérieures qui prolongent l'élément métallique 4 ; 6 la matière combustible (papier ou plastique) ; 7 un intercalaire. Cet élément chauffant est réalisé de 5 la façon suivante ; sur le support plat I, on étend une couche adhésive 2 thermo-résistante. Dans une deuxième couche adhésive 3 résistant à la chaleur, on alterne les rangées : d'élément métallique 4, d'intercalaires 7 en verre, quartz ou céramique, de matériau combustible 6, l'ensemble étant porté à haute température lû de sorte que le matériau combustible 6 brille en laissant dans l'élément chauffant des vides. Dès lors, la tension qui 3'exerce sur les couches adhésives thermo-résistantes 2 et 5, par suite de la différence des coefficients de dilatation thermique entre lesdites couches et la 15 bande chauffante métallique 4, se trouve absorbée par le creux ainsi formé, et la couche adhésive thermo-résistante 2 ou 3 ne risque pas de se rompre sous l'effet de cette tension. L'élément intercalaire 7 est prévu pour renforcer la faible couche adhésive thermo-résistante 3, et n'est donc pas indispensable. Quand l'élé-20 ment chauffant éléetrique est construit comme il vient d'être dit, la chaleur de l'élément métallique se transmet uniformément au support plat. En figure 3 est représentée une réalisation d'un élément tubulaire de chauffage électrique conforme à l'invention. 25 I désigne un support tubulaire en verre, quartz, céramique ou verre cristallisé ; 2 désigne une couche adhésive thermo-résistante ; 4 désigne tin élément chauffant à bande métallique enroulé en spirale autour de la surface externe du support I ; 5 et 5 ' désignent les extrémités extérieures prolongent 11 élément chauffant métal- 30 lique 4; et 6 désigne une matière combustible. Cette seconde réalisation "conforme à l'invention se fabrique en enroulant la bande métallique 4 avec le matériau 6 combustible autour de la face extérieure du support tubulaire I, puis on recouvre le tout d'une couche adhésive thermo-résistante 2, on fait brûler le produit 35 combustible S à use température inférieure à celle qui déformerait gravement le support I, et supérieure à celle à laquelle le produit combustible se met d'ordinaire à brûler, ce qui aboutit à la formation de creux autour de la bande chauffante métallique 4, et au frittage de la couche adhésive thermo-résistante 2. 69 11629 4 2007485 Quelques exemples de réalisation, de la présente invention sont ci-après donnés : empie i A la surface d'une plaque carrée plane épaisse de 6mm et aux dimensions de 150 mm x 100 mm, en verre cristallisé obtenu 5 par la méthode décrite au brevet japonais n° 7914/64, un adhésif thermo-résistant est étendu et séché à l'épaisseur de 1 mm environ. I*adhésif thermo—résistant est fait d'un mélange contenant 85 parties en poids de poudre de verre cristallisé, 15 parties en poids d'argile, un peu de verre solubie (silicate de potasse ou de soude), 10 et environ 24 parties en poids d'eau. D'autre part, une bande chauffante en ferro-chrome, longue de 2,8 m, large de 1,4 mm et épaisse de 0,17 mm est enroulée en spirale sur une bande de papier kraft longue dè 100 mm et large de 7 mm. La bande chauffante est disposée en zigzag sur la couche adhésive thermo-résistante décri-15 te ci-dessus comme le montre la fig.l., puis on met en place, de distance en distance, des barres pleines intercalaires en verre cristallisé de 3 mm de diamètre. L'adhésif thermo-résistant décrit ci-dessus est mis dans les intervalles de ces barres, et après avoir recouvert l'élément chauffant on le fait sécher. L'élément 20 chauffant électrique ainsi formé en un seul bloc subit" une combustion de deux heures à 1050°CT, à la suite de quoi la plaque carrée et les barres intercalaires en verre cristallisé se transforment en une cristallisation blanche; ensuite, l'adhésif thermorésistant est fritté, et le papier kraft brûlé. La plaque chauf-25 fante ainsi fabriquée conformément à la présente" invention est mise en position horizontale, et la partie inférieure de la couche adhésive thermo-résistante, qui renferme la bande chauffante est recouverte de fibres céramiques de 15 mm d'épaisseur en guise de couche thermo-isolante» La témpératuré superficielle de la 30 plaque carrée en fonction du temps durant lequel les pôles de l'élément chauffant sont soumis à une tension alternative de 100 volts, ainsi que la température intérieure entre les fibres céramiques et l'élément chauffant, sont indiquées à la fig.4. Quatre minutes environ après l'ouverture du courant électrique, la tem-35 pérature superficielle atteint 400°C. La puissance requise est de 600 watts; la densité de charge à la surface de la plaque carrée de 10 watts/cm2, et celle observée à la surface de la bande chauffante, de 6,8 watt/cm2. L'expérience est renouvelée plusieurs fois 11629 ? 2 G 0 7 4 8 5 sans* qu'on observe rien d*anormal. EXEMPLE 2 Un tube cylindrique de 30 mm de diamètre, épaisseur de la paroi : 2 mm, longueur 150 mm, fait avec le même verre cristallisé qu'à l'exemple I, sert de support. 60 parties en poids 5 d ' éthylcellulose, et 15 parties en poids de dibutlxyl phtalate sont dissous dans 325 partiés en poids d'un mélange toluène-étîianol aux proportions de '4 : I. Dans cet enduit, 40 parties en poids de cellulose en poudré sont mélangées avec agitation. Après que l'élément chauffant de même dimensions qu'à l'exemple I a été trempé dans ce 10 mélange, on le fait sécher de façon que sa surface soit recouverte. Alors, l'élément chauffant électrique ainsi recouvert est enroulé en spirale autour du tube cylindrique, et l'adhésif thermo-résistant (le même qu'à l'exemple I) est déposé et séché, puis brûlé dans les mêmes conditions qu'à l'exemple I.JL l'application d'un courant alternatif de 100 volts, on n'observe rien d'anormal. 15 l'invention ne se limite pas à ces quelques réali sations ou exemples d'éléments chauffants plans ou tubulaires. Des modifications et variantes restent possibles suivant l'esprit ét dans le domaine d'application de l'invention. De plus, il est utile de disposer un masque métallique sur une surface de l'élé-20 ment chauffant en forme de plaque, lorsque ledit élément est monté sur un radiateur qui ne l'utilise que d'un 3eul côté ; de cette façon, la radiation thermique est réduite sur une face et le chauffage devient plus efficace. 11629 6 2007405 REVENDICATIONS l'invention a pour objet : Une méthode de fabrication d'un élément chauffant électrique, comprenant les opérations suivantes : un élément chauffant à résistance métallique et un matériau combustible sont noyés 5 dans une couche en. céramique ou en ciment thermo-résistant déposée sur un support, ledit matériau combustible restant adjacent à la résistance métallique; le tout est ensuite chauffé à une température inférieure à celle qui risquerait de déformer le support, et supérieure à la température nécessaire pour que ladite matière 10 combustible 3e mette à brûler.