Brevet FR2009332A1 — publié le 19700130

La présente invention concerne la ventilation et le chauffage de pièces dans les maisons d'habitation, les bureaux et autres bâtiments et elle a pour objet un appareil comprenant un moteur électrique, qui entraîne un ventilateur, et des moyens de chauffage électrique, la rotation du ventilateur produisant un courant descendant d'air chaud dirigé vers la pièce ou autre local qu'on désire chauffer. Les moyens de chauffage peuvent comprendre un ou plusieurs éléments chauffants fixes sur lesquels l'air est obligé de passer sous l'effet i la rotation du ventilateur, le ventilateur comportant des pales creuses à l'intérieur desquelles l'air chauffé est centrifugé, mais on préfère incorporer dans chaque pale du ventilateur un ou plusieurs éléments chauffants qui reçoivent du courant électrique du secteur par l'entremise de bagues collectrices et de balais, ou à l'aide de dispositifs équivalents, les pales étant chauffées par les éléments chauffants associés et chauffant l'air avec lequel elles viennent en contact pendant leur rotation pour diriger l'air chauffé vers le bas par suite du caractère angulaire des pales. En général, le ventilateur doit tourner à une vitesse assez faible, par exemple à une vitesse d'environ 100 tours/minute, ce ventilateur étant étudié principalement pour tourner dans un plan horizontal afin de produire un courant d'air dirigé vers le bas, qui se réchauffe lorsque les éléments chauffants sont excités parce que l'air vient en contact avec les surfaces chaudes des pales du ventilateur. Quand l'ensemble ne sert que de ventilateur, les éléments chauffants sont coupés et la rotation du ventilateur déplace vers le bas un courant d'air à la température ambiante. La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une vue en perspective d'un appareil à ventilateur rotatif et d'un dispositif de chauffage selon l'invention. La figure 2 est une coupe verticale du mime appareil. La girie 3 est une vue en tlan de lune des pales La figure 4 est une coupe transversale de cette même pale. Les figures 5 à 11 sont des vues en plan et des coupes montrant la construction et le procédé d'assemblage d'un élément chauffant à fil bobiné pour incorporation dans une pale. Les figures 12 à 14 sont des coupes transversales d'une pale munie d'un élément chauffant selon une variante de construction. La figure 15 est une vue en plan d'une pale terminée. Le dispositif ou appareil qui fait l'objet de l'invention et qui est représenté est conçu pour un montage au plafond et il comprend une rosace 1 de plafond contenant un support pour un tube descendant 2 dont l'extrémité inférieure se termine dans un support d'un moteur électrique 3 enfermé dans une enveloppe 4, ce moteur électrique faisant tourner à vitesse relativement faible un ventilateur à quatre pales portant la référence d'en- semble 5, ce ventilateur étant entraîné de préférence à une vitesse comprise entre 60 et 200 tours/minute, le diamètre global du ventilateur étant compris de préférence entre 100 et 125 cm de sorte que la surface balayée est relativement étendue. De préférence, le moteur électrique est du type à induction et peut fonctionner à deux vitesses, par exemple à 60 et à 200 tours/minute. Les pales 6 sont supportées par un disque ou moyeu équivalent 7 fixé à l'arbre 8 du moteur par un bossage 9 entouré d1un boîtier 10. Les pales sont chauffées intérieurement et chacune contient un ou plusieurs éléments chauffants qui seront décrits en détail par la suite, ces éléments chauffants étant alimentés en courant électrique par l'entremise de bagues collectrices 1 1 et d'un ensemble de balais 12 qui peuvent etre d'un type approprié quelconque. On envisage que le chauffage des pales soit réglé par un interrupteur approprié afin que le ventilateur puisse -9nctionner avec ou sans chauffage ; quand le chauffage est coupé, le ventilateur se comporte simplement comme un ventila- teur ordinaire de rafraAichissement ou de brassage d'air, une lampe rouge 13 étant montée dans le centre du bossage 9 pour indiquer que le ventilateur fonctionne avec chauffage. L'agencement général qui a été décrit jusqu'à maintenant est représenté sur les figures 1 et 2. On examinera maintenant la construction des pales du ventilateur en se référant d'abord aux figures 3 à 11 qui représentent une pale contenant un élément chauffant à fil bobiné qui est lui-même représenté en détail sur les figures 5 à 11. Observée en plan, la pale a une forme effilée et elle est destinée à être installée suivant un angle approprié d'incidence ou d'attaque de manière à provoquer un mouvement descendant de ltair pendant la rotation de la pale. La pale est construite en un métal choisi pour ses bonnes propriétés de conduction de chaleur, par exemple en un alliage d'aluminium approprié, chaque pale comprenant deux ébauches en tôle 14 et 15 entre lesquelles un élément chauffant est interposé en sandwich. ébauche 15 présente une surface un peu plus étendue que l'ébauche 14 et ses bords sont rabattus sur les bords de ébauche 14 comme on peut le voir en 16.Dans ce cas, l'ébauche 14 présente une protubérance emboutie dans la masse et conte nuant un élément 17 de raidissement en acier doux auquel sont brasées des vis de fixation 8. La pale peut etre droite en section transversale (voir figure 4), ou peut être incurvée de manière appropriée. L'élément chauffant représenté sur les figures 5 à Il comprend une pièce plate en mica ou autre matière appropriée 19 sur laquelle est bobinée une certaine longueur 20 de matière (fil) forment résistance électrique de section tranoversale plate ou circulaire, par exemple du- chromenickel ou un alliage de chrome-nickel. Les spires du fil peuvent être de plus en plus rapprochées à partir de ltex- trémité intérieure jusqu'à l'extrémité extérieure de la pale de sorte que les parties de la pale qui se déplacent le plus rapidement par rapport à l'air présentetont un taux de chauffa- ge plus élevé par unité de surface. En variante, le fil peut présenter une section progressivement décroissante sur toute sa longueur pour assurer ainsi la répartition de chaleur désirée. Une extrémité 20a du fil de résistance est rabattue vers l'extrémité intérieure de la pale de manière à établir des extrémités adjacentes d'entrée et de sortie, une seconde pièce de mica 21 étant interposée entre les spires et ladite extrémité 20av Finalement, deux pièces en mica 22 et 23 de surface plus étendue sont installées sur les côtés opposés pour former un sandwich, ce sandwich étant entouré par les ébauches en tôle 14 et 15 qui constituent la pale, comme représenté à la figure i1 Sur les figures 12 à 14, l'élément chauffant désigné par la référence d'ensemble 24 est d'une construction différent. et peut comprendre par exemple une matière formant résistance électrique déposée ou appliquée d'une autre manière sur un support approprié en un matériau électriquement isolant, les faces opposées étant protégées par des couches de matériau électriquement isolant, l'élément ainsi formé étant entouré par les ébauches métalliques 14 et 15 formant la pale, un élément de ce type étant par exemple disponible dans le commerce sous la marque "Solamicl'. Pour assurer un bon contact entre l'élément et les ébauches 14 et 15 et établir une bonne conductibilité électrique entre l'élément et les parties métalliques de la pale, le rayon de courbure de la section transversale de l'ébauche 15 peut être plus petit que celui de l'ébauche 14, les deux ébauches occupant les positions indiquées sur la figure 13. Les bords recourbés 16 de l'ébauche 15 sont alors pressés vers le bas afin d'augmenter la courbure en section transversale de l'ébauche 14, l'élément étant ainsi solidement serré entre les deux ébauches. On peut adopter une construction analogue des ébauches pour enfermer l'élément à fil bobiné du type représenté sur les figures 5 à 10. La figure 15 montre une variante de construction du support de montage 25 pour la pale, ce support étant obtenu par emboutissage de deux pièces métalliques qui sont brasées ou assemblées d'une autre manière et qui sont rivetées à llé- bauche 14. Bien qu'on préfère que les éléments chauffants soient associées aux pales, il est également possible d'utiliser un élément de chauffage fixe et de donner aux pales une structure creuse à l'intérieur de laquelle l'air chauffé peut être centrifugé par suite de la rotation des pales, ces dernières présentant dans leurs surfaces inférieures des trous par lesquels 11 air chauffé peut être distribué vers le bas. il ressort de la description qui vient d'être faîte que le moteur électrique, quand il est excité, fait tourner le ventilateur à une vitesse relativement faible produisant un courant descendant d'air qui sera chaud lorsque les éléments chauffants sont excités de sorte que cet air chauze- ra la pièce dans laquelle le ventilateur est monté, ce ventilateur étant de préférence suspendu à proximité du plafond. Un interrupteur de sécurité approprié peut également être incorporé pour couper le courant de chauffage si le ventilateur cesse de tourner pour une raison quelconque, afin d'éviter la surchauffe des pales et de leurs éléments chauffants associés. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Appareil comprenant un ventilateur rotatif et un dispositif de chauffage pour produire un courant d'air chaud dirigé vers le bas dans un bâtiment, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de chauffage électrique, un ventilateur à feible vitesse muni d'au moins deux pales allongées apables de déplacer un volume d'air suffisant lorsqu'elles tournent lentement, et un moteur électrique destiné a entraîner le ventilateur à faible vitesse afin de produire un courant descendant d'air chaud en provenance du dispositif de chauffage. 2 Appareil comprenant un ventilateur rotatif et un dispositif d? chauffage pour produire un courant d'air chaud dirigé vers le bas dans un bâtiment, caractérisé en ce qu'il comprend un ventilateur destiné à tourner dans un plan horizontal et un moteur électrique pour entraîner ce ventilateur à vitesse relativement faible, le ventilateur comportant deux ou plusieur@ pales, chaque pale contenant un élément électrique chauffant qui, quand il est excité, réchauffe la pale et réchauffe également, par contact, l'air dans lequel la pale se déplace, les pales étant agencées de manière à produire un courant descendant d'air chaud. 3.- Appareil selon l'une ou l'autre des revendications I et 2, caractérisé en ce qu'il comprend un interrupteur permettant de couper le courant d'alimentation du dispositif de chauffage lorsq'on désire que le ventilateur ne fonctionne que comme un ventilateur ordinaire pour produire un courant d'air descendant a température ambiante. A Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pales du ventilateur sont creuses afin de distribuer l'air chaud provenant du dispositif de chauffage vers l'extérieur et vers le bas dans la pièce ou autre local qu'on désire chauffer. 50 Appareil selon l'une ou l'autre des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que chaque pale est formée de deux ébauches métalliques entre lesquelles un élément chauffant est interposé en sandwich. 6, Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'une des ébauches présente une surface plus étendue que l'autre et son bord périphérique est rabattu sur le bord périphérique de l'autre ébauche. 7.- Appareil selon l'une ou l'autre des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que chaque pale est courbe, en section transversale, les rayons de courbure étant différents, de sorte que lorsque les ébauches sont assemblées le long de leurs bords périphériques, par exemple en rabattant le bord périphérique d'une ébauche sur celui de 11 autre, les deux ébauches sont pressées en contact intime de serrage avec 1' élément chauffant. 8.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que chaque élément est agencé de manière à produire davantage de chaleur à l'extrémité extérieure de la pale, c'est-à-dire à l'extrémité dont le mouvement est le plus rapide.