Brevet FR2010415A1 — publié le 19700213

i 2010415 'Jette invention concerne un élément de chauffage électrique avec un support en verre cristallin, quartz ou verre, et dans lequel la résistance électrique d'un fil chauffant est abaissée à l'endroit oîi elle est mise, ou peut être mise en con— 5 tact avec ledit support. Jusqu'à présent dans les appareils de chauffage, on utilisait des éléments chauffants électriques en nickel-chrome, qui avaient généralement pour support line matière non conductrice résistant à la chaleur» Récemment a été mis au point un verre i cristallin utilisé en moulages pour de tels supports. Le verre cristallin se compose d'une matrice comme par exemple les combinaisons LigQ-A^Oj-SiC^ ou Li20-Àl2Û^-Si02Mg0l dont les éléments cristallisent autour d'un agent formateur de germes cristallins comme ZrOg ou Ti02 qu'on ajoute simultanément. Sa caractéristique est que sa résistance mécanique est 2 à 4 fois plus grande que celle d'un verre non cristallisé composant la même matrice. Sa conductivité aux infrarouges est excellente et son coefficient de dilatation thermique est pratiquement nul, de sorte qu'il ne se produit aucune rupture structurelle par variation rapide de tempé-• rature. 2*ordinaire, le verre cristallin s'utilise sous forme d'un tube dans lequel on fait passer une spirale de nickel-chrome. Dans ce système, la chaleur dégagée par le fil au passage du courant électrique irradie à travers son support en verre cristallin. Les propriétés du verre cristallin permettent de _ l'utiliser comme support d'élément générateur de chaleur à des températures pouvant atteindre 1100°Co Dans les modes ordinaires d'utilisation, cependant, l'élément chauffant porté au rouge reste longtemps en contact avec son support à une température moins élevée (par ex.600-900o0), mais cela n'empêche pas que certaines 1 zones de contact du support deviennent troubles, se fissurent ou même éclatento Pour pallier ces inconvénients, il a été proposé d'ajouter aux points de contact de l'élément chauffant et du support, une couche résistant mieux à la chaleur. Un autre procédé connu est ce qu'on appelle "l'enroulement 2.L", dans lequel a été augmenté le diamètre d'une partie de la spirale chauffante, ces spires élargies étant seules en contact avec le support» La première méthode n'apparait pas tellement satisfaisante, et l'on ne préfère pas recourir à la seconde, en particulier lorsqu'on se 69 08147 2 2010415 sert de fils nickel-chrome en. forme de ruban., ou quand le fil est linéaire. L'invention se propose essentiellement de supprimer ces inconvénientso 5 Suivant le procédé de l'invention, un fil nickel-chrome se trouve plié à certains endroits où il entre, en contact avec le support, et deux parties pliées sont soudées l'une à l'autre ce qui a pour effet de diminuer la résistance à cet endroito Ainsi, la température dudit support est basse durant l'utilisa-10 tion, ce qui évite sa rupture. La présente invention est illustrée par les dessins annexés : La fig.l est une illustration schématique d'une forme préférée de l1 élément chauffant électrique, (A) vue en sec-15 tion droite verticale, (B) vue en section droite horizontale, et (C) en élévation latérale. La Fig.Z est le schéma d'une autre réalisation, où l'invention est appliquée à un fil spiral dans un tube résistant à la chaleur, (A) représentant une coupe partielle, et (B), une 20 élévation latérale. Les ï'ig.3 et 4 et 5 sont d'autres schémas de réalisation en élévation latérale (A) et en projection horizontale (B)„ Sur la figure I, le ruban chauffant électrique de l'invention est dans un tube de verre cristallin vu en coupe verti-25 cale (A) et en coupe horizontale (B). Le ruban chauffant électrique I présente des plis 2 et 2' soudés l'un à l'autre pour être en conjonction électrique. Lsélément chauffant comportant de telles parties placées à intervalle convenable est monté dans un tube thermo-résistant 4. Les parties linéaires 1 et 5 du 30 ruban chauffant ne sont pas en contact avec la paroi intérieure •du tube» Même- lorsque le courant passe dans l'élément chauffant I, et que les parties linéaires sont portées à haute température, par exemple à 920°C, les bords 6,6* du ruban qui sont en contact avec l'intérieur du tube peuvent être maintenus à une température 35 assez basse pour éviter toute détérioration. Tig.2 montrant une autre réalisation typique de l'invention, avec un fil chauffant vu en section partielle (A) et en élévation latérale (B) : 11 est un fil chauffant en spirale, 12, 12' sont ses parties pliées,'13,13 ' les parties soudées, 14 est le tube thermo-résistant contenant le fil chauffant, 15 est une 69 08147 3 2010415 partie du fil qui n'est pas en contact, et 16,16' les points en contact avec l'intérieur du tube, disposés à intervalle convenable- Ce montage donne des effets similaires à ceux de la fig.l. Fig.3 montre une variante dans laquelle 1*élément 5 chauffant comporte une partie dont la résistance électrique est abaissée ; le ruban chauffant 31 et la section de ruban chauffant superposée 39 ont des points de soudure en 33,33' et une courbure ondulée, en superposition, la partie superposée qui diminue la résistance électrique peut servir de points de contact 36/36' 10 asrec le tube thermo-résistant/^lequel est inséré l'élément chauffant. ]?igo4 montre une antre variante où le ruban électrique chauffant 41 présente une partie élargie 42 au niveau de laquelle la résistance électrique est réduite et dont les bouts 46 servent 15 de points de contact avec le tube» 5igo5 schématise encore une autre variante de l'invention, où le ruban chauffant 51 est replié en 52 autour d'un autre ruban chauffant 59 avec point de soudure en 53, les parties 56/56' servant de points de contact. 20 L*invention va être encore illustrée par les exemples suivants : EXEMPLE 1 — Sur m ruban chauffant électrique large de 8 mm et épais de 0,16 mm, ont été fixées par points de soudure des bandes - de même matière, d'environ 8 mm de longueur, à l'intervalle d'en-25 viron 30 mm comme le montre la fig.3 ; on donné à l'ensemble une forme ondulée et on découpe des longueurs de 250 mm. Huit tubes de verre cristallin transparent, ayant chacun un diamètre extérieur de 4,3 mm, une épaisseur de 0,6 mm et une longueur de 250 mm, un coefficient de dilatation thermique de 30 6x10^ cm2°C, et une température maximale pratique de 800°C, sont disposés "èn parallèle et reliés au moyen d'un adhésif de'façon à former un panneau, les rubans chauffants façonnés sont insérés dans les tubes et soudés par points, le panneau qui en résulte constitue un bon radiateur électrique. Sous une tension de 107 Y, 35 la puissance consommée est de 480 W, la densité de charge d'environ 12,5 T par cm2 et la température superficielle de la partie linéaire de 970°C. Des contrôles suivis ne révèlent aucune détérioration aux' points de contact® 69 08147 4 2010415 EXEMPLE 2 - Un élément chauffant électrique est-utilisé sous sa forme linéaire sans répondre aux conditions requises par l'invention, mais disposé en panneau comme dans l'exemple I. Sous la tension de 107 V, la puissance consommée fut de 470 W, la densité 5 de charge de 12,2 w par cm2 et les rubans chauffants étant en contact là où la température superficielle du ruban s'abaisse pour former des spots. Quand on fait passer le courant électrique pendant 24 heures, un noircissement est constaté aux points de contact. 72 heures après coupure de courant il y a apparition 10 d'une louche et d'une cassure après une semaine. Il va de soi que les dessins et exemples ci-dessus n'ont qu'une valeur illustrative et que le domaine d'application de l'invention ne se limite pas à eux. De très nombreuses modifications sont possibles dans 15 l'élément de chauffage électrique, de l'invention dans la mesure où sa structure permet d'augmenter une suffisante section droite de l'élément chauffant à l'endroit où il est mis en contact avec le support, de façon à diminuer la résistance électrique et la température de surface » Une matière en forme de feuille peut être 20 utilisée comme support avec des résultats similaires.