Brevet FR2188388A1 — publié le 19740118

La présente invention concerne un appareil de chauffage à résistance électrique à basse tension, utilisable pour toutes sortes de chauffage domestique ou industriel. I1 est déjà connu depuis longtemps d'utiliser des appareils à résistance électrique pour des applications très variées telles que des radiateurs électriques de chauffage domestique, des radiateurs électriques à bain d'huile, des appareils réchauffeurs du type bain-marie, des dispositifs de chauffage par thermoplongeurs dans des chaudières électriques de chauffage central, des appareils de chauffage à résistance sur porcelaines radiantes avec ou sans soufflerie ou avec déflecteur, etc... Dans ces dispositifs classiques connus, la résistance électrique est utilisée pour la production de la chaleur par échauffement de 11 élément constituant la résistance.Cet élément peut avoir des formes variées (fils, rubans ou bandes) et est constitué par une résistance métallique, par un cermet ou par une résistance non métallique. Dans le cas des résistances métalliques pratiquement seules utilisées notamment dans le cas d'appareils de chauffage domestiques de dimensions relativement réduites, on utilise principalement pour constituer la résistance un fil ou un alliage à base de nickel et de chrome, qui nécessite une consommation de puissance donnée, en général à la tension du réseau 110 volts ou 220 volts, pour fournir une quantité de chaleur déterminée. Or, il s'est avéré de façon surprenante, qu'il est possible, grace à la présente invention, d'améliorer très sensiblement la qualité et l'intensité du chauffage produit par de tels appareils et ce à une tension bien inférieure, ne présentant aucun danger d'électrocution notamment, et pour une même consommation de puissance, comme l'ont montré des essais indiqués dans la suite. La présente invention doit permettre d'obtenir de ce fait, dans des appareils de chauffage connus à résistance électrique, une économie sensible pour l'utilisateur, associée à une protection quasi-totale de fonctionnement. L'appareïl conforme à la présente invention est caractérisé par le fait qu'il comporte un transformateur abaisseur de tension, limitant la puissance délivrée et fournissant aux bornes de son enroulement secondaire une basse tension de l'ordre de 5 à 50 volts, et une résistance métallique branchée entre les bornes de l'enroulement secondaire et constituée en un acier inoxydable ayant une section calculée en cocsé- quence. Suivant une autre caractéristique de l'inven- tion, la tension disponible aux bornes du secondaire du transformateur possède une valeur inférieure à 50 volts, de préférence égale à 24 volts. L'invention va être décrite ci-après en référence à deux types d'essais indiqués ci-dessous. ler type d'essais I1 s'agit d'essais comparatifs de production de chaleur effectués d'une part avec un radiateur usuel dans le commerce à réflecteur parabolique, de puissance 1 kwatt sous 220 volts, dont le filament chauffant hélicordal bobiné possède un diamètre de 3/10 de millimètre pour un volume de 460 mm3 de métal, et d'autre part avec l'appareil selon l'invention dont on a placé la résistance bobinée au meme endroit à l'intérieur du réflecteur parabolique, ladite résistance étant constituée par un fil en acier inoxydable (utilisé notamment pour-la soudure à l'arc électrique et possédant la particularité de venir au rouge-blanc à 9500C) et de 2 mm de diamètre pour un volume de 3456 mm3, La température ambiante au début des essais est de 1500 et pour effectuer les mesures on a placé un thermomètre à 70 cm en face du réflecteur parabolique.On a constaté les phénomènes suivants t?m temps écoulé 10 mn 20 mn 40 mn 60 mn mesuree écoulé 10 à 70cm de I'appareil l'aPPareil 1) Appareil usuel lkw 19 C 200C 22,50C 25,5 C 2) Appareil selon 250C 25,arc 26,50C 27,50C l'invention lkw Ecarts de température 60C j 5,3 C 40 4 C Dans les deux cas le fil était porté à la température voisine de 9500C et correspondant au rouge-blanc. Ces essais montrent que pour une meme puissance fournie (1000 watts), la température mesurée en un point fixe est nettement supérieure dans le cas de l'appareil de chauffage utilisé conforme à llinvention qu'elle ne l'est dans le cas d'un appareil de type usuel. 2ème type d'essais I1 s'agit également d'essais comparatifs portant d'une part sur une résistance de type usuel telle que celles utilisées dans des thermoplongeurs, d'un métal et d'un diamètre identiques à ceux de la résistance du radiateur de type usuel 1) de la première serie d'essais, et d'autre part sur une résistance en acier inoxydable branchée aux bornes du secondaire d'un transformateur. 1) Résistance usuelle par exemple de thermoplongeur de consommation 750 watts, 220 volts, diamètre du fil : 3/10 mm longueur : 4700 mm Le volume de métal porte à 9500C (rouge-blanc) 3 est donc de 332 mm et la surface totale rayonnant la chaleur est de 4430 mm2. I1 s'ensuit que 1 watt consommé sert à chauffer 332 à la température indiquée ci-dessus 750 = 0,442 mm3 de métal 2) Fil d'acier inoxydable (du type utilisé en baguettes pour la soudure à l'arc) branché aux bornes du secondaire d'un transformateur de caractéristiques 1000 watts, 24 volts au secondaire. diamètre du fil : 2 mm longueur : 1100 mm Le volume de métal porté à 9500C est de 3456 mm3 tandis que la surface totale rayonnant la chaleur est de 6911 mait I1 s'ensuit que 1 watt consommé peut donc chauffer à la meme température indiquée 3456 = 3,456 mm3 de métal. 1000 I1 faut donc constater que l'utilisation du fil d'acier inoxydable indiqué (placé au secondaire d'un transformateur abaisseur de tension) permet d'amener à puissance égale consommée, un volume environ 9 à 10 fois plus important de métal à la meme température 9500 (rouge-blanc) et avec une surface rayonnante supérieure. L'utilisation d'un transformateur abaisseur de tension à 24 volts aux bornes du secondaire permet un emploi et un fonctionnement, exempts de tout danger (électrocution), de l'appareil de chauffage selon la présente invention, ce qui n'est pas le cas des appareils usuels connus fonctionnant avec une alimentation de 110 V ou 220 V. En outre l'appareil conforme à l'invention peut être utilisé de façon très avantageuse en particulier dans le cas de thermoplongeurs dans une chaudière électrique, en remplacement des thermoplongeurs de type usuel s'avérant moins efficaces. REVNi) ICAT IONS 1. Appareil de chauffage à résistance électrique à basse tension, caractérisé par le fait qu'il comporte un transformateur abaisseur de tension, limitant la puissance délivrée et fournissant aux bornes de son enroulement secondaire une basse tension de l'ordre de 5 à 50 volts, et une résistance métallique branchée entre les bornes de i'enroulement secondaire et constituée en un acier inoxydable ayant une section calculée en conséquence. 2. Appareil de chauffage suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la tension disponible aux bornes du secondaire du transformateur possède une valeur inférieure à 50 volts, de préférence égale à 24 volts. 3. Appareil de chauffage suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un thermoplongeur utilisé dans une chaudière électrique pour chauffage central et dont la résistance est constituée par ladite résistance en acier inoxydable.