Brevet FR2225906A1 — publié le 19741108

L'invention concerne un élément chauffant électrique tubulaire muni de surfaces de refroidissement particulières pour chauffer des agents liquides ou gazeux. Il est connu d'utiliser des surfaces de refroidissement, destinées à améliorer le transfert de chaleur entre l'élément chauffant et l'agent à réchauffer, en forme d'ailettes ou de lamelles qui sont fixées sur la gaine métallique de l'élément chauffant. Dans des éléments chauffants de ce type se pose toujours le problème que les ailettes ou lamelles disposées sur la gaine tubulaire se détachent par suite des fortes différences de température, dans le cas où elles ne sont pas fixées en plus par un procédé coûteux de soudure ou de brasage. Dans le cas d'éléments chauffants tubulaires plats, il est aussi connu, d'après le modèle d'utilité allemand n" 6. 608. 774, de noyer le conducteur chauffant dans un corps tubulaire qui est fabriqué par filage ou extrusion et qui est profilé de façon à faire apparattre deux larges ailettes de refroidissement se trouvant dans le plan de l'axe longitudinal de l'élément chauffant et décalées de 1800 l'une par rapport à autre. Cependant la réalisation de ces éléments chauffants plats est relativement coûteuse et nécessite certaines sections transversales minimales qui rendent difficiles ou excluent d'autres configurations. Dans un autre type, décrit dans le brevet U. S. n" 1.494. 939, d'éléments chauffants tubulaires plats, on a déjà proposé aussi de disposer la gaine métallique de l'élément chauffant entre deux bandes de tôle munies de gorges correspondantes et assemblées par deux joints soudés. Ce type de réalisation présente l'inconvénient que les bandes de tOle . peuvent prendre du jeu sur la gaine métallique et de ce fait perturber le transfert de chaleur. En outre la réalisation est relativement coûteuse, aussi bien du point de vue du travail que du point de vue du matériau nécessaire. La présente invention se propose d'éliminer ces inconvénients et de réaliser un élément chauffant tubulaire pouvant etre fabriqué avec un minimum de travail et de matériau qui assure un transfert de chaleur excellent et constant vers le milieu à réchauffer et qui peut etre utilisé de façon universelle. Ce problème est résolu grace à un élément chauffant dans lequel, suivant l'invention, le conducteur chauffant est logé directement dans une gaine tubu laire formée par des bandes de tôle profilées, cette gaine étant assemblée et serrée de façon connue en soi. Cet élément chauffant tubulaire de type nouveau est simple a fabriquer et peut etre fabriqué en continu. Les possibilités de réalisation sont très variées étant donné qu'il suffit d'utiliser des profils différents pour les deux bandes de tôle pour obtenir des formes différentes. Il est aussi possible par exemple d'augmenter encore les surfaces de refroidissement en façonnant les bords libres des bandes de tôle, ou bien on peut former des éléments chauffants multiples en ménageant plusieurs gorges parallèles, ou bien encore prévoir des canaux supplémentaires pour le passage d'agents de refroidissement liquides ou gazeux. Cette dernière forme de réalisation est particulièrement avantageuse pour les appareils de climatisation ou des appareils semblables. La présente invention sera mieux comprise a l'aide de la description suivante de plusieurs formes de réalisation données à titre d'exemple et représentées au dessin annexé dans lequel Les figures 1 et 2 représentent la gaine métallique de l'élément chauffant à l'état pré-assemblé. Les figures 3 et 4 représentent respectivement une vue en coupe et une vue de cOté de l'élément chauffant terminé. Les figures 5 à 8 représentent d'autres formes de réalisation de l'élé- ment chauffant. Comme représenté dans lesfigures 1 et 2, la gaine de l'élément chauffant est constituée par deux bandes de tôle 1 et 2 qui sont profilées de façon a former, lorsqu'elles sont disposées l'une sur l'autre, une partie tubulaire 3 possédant de préférence une section transversale circulaire et munie de deux surfaces de refroidissement 4 et 5 disposées l'une en face de l'autre. Les deux bandes de tôle 1 et 2 sont assemblées au moyen de deux joints soudés 6 ménagés immédiatement au voisinage de la partie tubulaire 3. Dans la partie tubulaire 3 est introduit, de façon connue en soi, un conducteur chauffant 8 enroulé par exemple sur un support en céramique 7, ce conducteur chauffant étant enrobé dans une masse isolante appropriée 9, par exemple de l'oxyde de magnésium. Après la réalisation de cette partie et la mise en place de bouchons en céramique 10, la partie tubulaire 3 est comprimée, de façon connue en soi, au moyen d'un outil W représenté de façon schématique dans la figure 3. Le conducteur chauffant 8 peut, comme indiqué dans la figure 4, sortir d'un côté ou aux deux extrémités de l'élément chauffant. La compression de la partie tubulaire sert non seulement à comprimer la masse isolante 9, et par conséquent à lui conférer une meilleure conductibilié thermique, mais aussi à comprimer ou resserrer les zones des joints soudés. Cette forme de réalisation générale peut etre modifiée arbitrairement suivant l'application envisagée. Ainsi, comme représenté dans les figures 3 et 4, des ailettes de refroidissement ou lamelles conductrices supplémentaires 11 peuvent etre découpées et repliées à partir des surfaces de refroidissement 4 et 5. Pour augmenter la stabilité il peut etre avantageux de cintrer les parties des bandes de tôle 1 et 2 formant les surfaces de refroidissement, comme cela est représenté dans la figure 5. Les surfaces de refroidissement sont augmentées lorsque les extrémités libres des bandes de tôle 1 et 2 sont écartées l'une del'autre, comme représenté dans la figure 7. L'élément chauffant de type nouveau peut également etre réalisé sous la forme d'un élément chauffant multiple. Dans ce but, comme représenté dans la figure 7, les bandes de tôle 1 et 2 sont profilées de manière à former deux ou p usieurs parties tubulaires 3, lorsqu'elles sont placées l'une sur l'autre. De façon correspondante, on prévoit aussi d'autres joints soudés 6. Comme on Fa déjà vu, les bandes de tôle 1 et 2 peuvent aussi etre profilées de manière à former des canaux supplémentaires 12, lorsqu'elles sont placées l'une contre l'autre et soudées, ces canaux supplémentaires servant par exemple au passage d'un agent de refroidissement. Une telle forme de réalisation, représentée dans la figure 8, présente de gros avantages lorsqu'elle est utilisée dans des appareils de climatisation ou des appareils semblables, étant donné que l'élément chauffant peut aussi servir d'élément de refroidissement. Dans ce type de réalisation, en particulier lors de l'utilisation d'agents de refroidissement liquides, on ménage également des joints soudés 6 au voisinage des parties des deux bandes de tôle 1 et 2 formant les canaux 12. Naturellement, d'autres variantes sont possibles dans le cadre de l'invention, et il est aussi possible de combiner les différentes formes de réalisation représentées dans les figures. Dans le cas où cela est nécessaire pour des applications particulières, les éléments chauffants peuvent aussi etre réalisés de façon asymétrique, ctest-a-dire que la profondeur des gorges formant la partie tubulaire 3 peut etre différente dans les deux bandes de tôle 1 et 2 disposées l'une contre l'autre. Il est également possible de fabriquer des parties tubulaires non seulement circulaires mais aussi possédant dessections transversales de forme arbitraire. REVENDICATIONS 1 - Elément chauffant électrique tubulaire possédant des surfaces de refroidissement particulières disposées suivant l'axe longitudinal de celuici, ces surfaces de refroidissement étant formées par deux bandes de tôle soudées et profilées en correspondance avec l'élément chauffant et encerclant celui-ci, caractérisé par le fait que le conducteur chauffant est logé directement dans une gaine tubulaire formée par des bandes de tôle profilées, cette gaine étant assemblée et serrée de façon connue en soi. 2 - Elément chauffant suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la gaine tubulaire possède une section transversale circulaire et que les gorges, définissant cette section transversale, qui sont ménagées dans les deux bandes de tôle ont la meme profondeur. 3 - Elément chauffant suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que plusieurs ailettes sont découpées et repliées à partir des parties des bandes de tôle formant les surfaces de refroidissement. 4 - Elément chauffant suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les parties des bandes de tôle formant les surfaces de refroidissement sont cintrées suivant leur longueur. 5 - Elément chauffant suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les parties des bandes de tôle formant les surfaces de refroidissement sont écartées l'une de l'autre. 6 - Elément chauffant suivant les revendications 1 à 5 prises dans leur ensemble, caractérisé par le fait que le profil des deux bandes de tôle est choisi de manière à former simultanément deux ou plusieurs parties tubulaires destinées à recevoir des conducteurs chauffants. 7 - Elément chauffant suivant les revendications I à 6 prises dans leur ensemble, caractérisé par le fait que le profil des bandes de tôle forme un ou plusieurs canaux supplémentaires destinés au passage d'un agent de refroidissement. 8 - Elément chauffant suivant la revendication 7, caractérisé par le fait que des joints soudés sont prévus de part et d'autre des canaux.