Brevet FR2417233A1 — publié le 19790907

L'invention concerne un dispositif de chauffage régulé au moyen d'une pellicule électriquement conductrice. Elle s'applique plus précisément a un dispositif de chauffage au moyen d'une pellicule électriquement conductrice constitué par un organe chauffant comportant une matiere pulvérulente conductrice répandue sur un substrat portant, en contact électrique avec la pellicule électriquement conductrice, des électrodes d'alimentation s'étendant parallèlement les unes aux autres sensiblement d'un bord à l'autre de la pellicule, dans lequel au moins l'ensemble constitué par le substrat et la pellicule est souple, de telle sorte qu'i] puisse épouser la forme d'une surface développable. Un tel dispositif a été décrit dans la demande de brevet français nO 74 29820 (nO de publication 2 283 618). Le but de l'invention est de permettre l'utilisation d'un récipient amovible de type standard, donc de s'affranchir de la traversée de ltune des parois du récipient ainsi que de tout montage tendant à solidariser de façon durable le dispositif de chauffage et le récipient. En effet l'amovibilité est nécessaire dans de nombreuses applications de laboratoires pour lesquelles des récipients doivent être nettoyés, stérilisés et subir des traitements chimiques ou thermiques incompatibles avec la présence d'organes chauffants sujets à dégraation. Ce but est atteint , selon l'invention, dans un dispositif du type décrit au début, par le fait qu'il comporte, en outre, des moyens de serrage de l'organe chauffant au contact d'une face d'une paroi devant transmettre la chaleur fournie par 1 'organe chauffant. Il est alors avantageux que les électrodes soient souples, de telle sorte qu'elles puissent épouser une forme dévdbppable. De tels substrats conduSEurs existent dans le commerce et sont constitués par exemple par du papier imprégné de graphite pulvérulent ou certaines feuilles de résines synthétiques enduites d'une couche de poudre métallique ou de graphite pulvérulent. Pour que les électrodes 2ient une souplesse suffi- sante, il est conforr à .'invention cue crache gectroce souple comporte au moins une partie constituée par ur tuait e penture électrieuement nonducQrine de concuctibilité très supérieure à celle de la couche pulvérulente conductrice. Dans un dispositif dont l'alimentation électrique est asservie a une mesure de température faite au moyen d'un capteur disposé au voisinage de l'autre face de la paroi, il est avantageux que l'organe chauffant soit conformé ou conformable en U permettant d'y introduire à son contact un récipient amovible de forme correspondante. De cette façon on obtient l'amovibilité et l'interchangeabilité du récipient qui n'est plus lié au dispositif. Il est alors avantageux que la sonde de température soit amovible et puisse etre maintenue fixée par des moyens de fixation contre la face intérieure d'une paroi du récipient étant au contact avec l'organe chauffant. Pour un récipient cylindrique, il est avantageux que l'organe chauffant soit disposé en jaquette autour du récipient et que les électrodes soient disposées circulairement autour du récipient et maintenues tendues, Si le récipient est un serpentin en hélice, il est conforme à l'invention qu'il comporte, en outre, au moins un organe chauffant disposé à l'intérieur de l'hélice serré en extension contre le récipient. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui sera donnée ci-apres, uniquement à titre d'exemple, de modes de réalisation de l'inventison - La figure 1 représente en vue perspective partiellement éclatée un premier mode de réalisation de l'invention plus particulièrement adapté au chauffage régulé du contenu d'un récipient amovible, tel qu'une cellule de spectrométre - la figure 2 représente l'organe chauffant du dispositif de la figure 1 , - la figure 3 représente la sonde de température et son dispositif de fixation - la figure 4 représente, en vue perspective, un autre mode de réalisation de l'invention adapté au chauffage régulé du liquide circulant dans un serpentin en hélice - la figure 5 représente un manchon intérieur additionnel pour le dispositif de la figure 4. L'organe chauffant de la figure 1 est constitué par un substrat. 1 de papier recouvert d'une couche pulvérulente électriquement conductrice de carbone et se présentant sous forme d'une bande sur les deux bords opposés 2 et 3 de laquélle sont soudées deux électrodes parallèles 4 et 5 en cuivre ou aluminium La liaison électrique entre électrodes et couche conductrice est assure au. moyen d'une peinture électriquement très conductrice, à l'argent, par exemple. Pour que les électrodes 4 et 5 aient une bonne souplesse et une faible épaisseur, chacune d'elles est réalisée en peinture électriquement conductrice à l'argent terminée, du c8té du branchement, par une courte électrode en cuivre 15 permettant la soudure. Selon une variante, le fil de branchement 16 est maté à la pince et collé sur une courte longueur sur le substrat, puis recouvert d'une peinture a l'argent en même temps qu'on constitue l'électrode proprement dite, 4 ou 5, par un trait de peinture.De cette façon, grâce à la conductibilité plus grande pour l'électrode que pour le dépot conducteur chauffant, on obtient une différence de potentiel pratiquement constante d'un bout à l'autre des électrodes parallèles, d'où une densité de courant homogène tout le long de l'organe chauffant. Comme couche conductrice on réalisera avantageusement un dépôt ayant une résistance au carré de 500 à 10 wus. Eventuellement la couche électriquement conductrice est recouverte d'une couche électriquement isolante. La bande 1 est pliée coudée pour former un U, comme représenté à la figure 2. Les dimensions de 1'U, et donc de la bande 1, sont adaptées aux dimensions d'un récipient 6, tel une cellule de spectromètre, de façon à pouvoir envelopper le fond 7 de cette cellule et deux de ses parois latérales 8 et 9 jusqu'à leurs bords supérieurs. Pour contenir la cellule il est prévu un porte -cellule 10, de dimensions plus grandes, représenté partiellement éclaté. Ce porte-cellule 10 comporte, sur deux de ses faces verticales, des moyens de serrage tendant à appliquer l'organe chauffant 1 contre les parois 7, 8 e 9, Ces moyens de serrage peuvent être de tout type connu pour immobiliser la cellule, à ceci près qu'ils ne doivent pas détériorer l'organe chauffant qui est d'une très faible épaisseur. Ils peuvent être, par exemple, constitués par des lames élastiques 11, dont, pour la clarté du dessin, une seule a été représentée. Une sonde de température 12, destinée à être plongée dans le contenu de la cellule 6, comporte une pince de serrage 13 destinée à serrer le bord supérieur de la paroi 8 ou 9 de la cellule 6 en même temps que le bord supérieur de l'organe 1. De cette façon, la sonde 12 mesure réellement la température au sein du contenu sans être influencée par l'élément chauffant, mais si près de l'organe chauffant 1 que le gradient de température entre radiateur et sonde est seulement déterminé par l'épaisseur de la paroi, si bien que la régulation de température se fait sans inertie et donc pratiquement sans retard. Un régulateur de température 14 est relié à la sonde 12 et aux électrodes 4 et 5. A la figure 2, la partie en hélice 21 d'un serpentin 20 est chauffée par une jaquette constituée par trois organes chauffants 1 disposés en cylindre 22 et dont les électrodes 4 et 5 sont disposées circulairement. Les deux extrémités de chaque électrode, 4 ou 5, sont agrafées ensemble après tension exercée, par exemple par traction. De cette façon les cylindres 22 sont appliqués fermement contre la paroi du serpentin. Trois autres organes chauffants 1 sont arrangés en cylindres 23 liches autour d'un tube plastique souple 24. Ces cylindres 23 sont de diamètres extérieurs légèrement inférieurs au diamètre intérieur de l'hélice du serpentin, de telle sorte qu'on puisse les y introduire aisément avec leur tube 24. Une fois le tout introduit dans hélice, on force le tube 24 en expansion, par exemple au moyen d'une broche en coin, de telle sorte que les trois organes chauffants intérieurs soient serrés en expansion contre les parois extérieures de l'hélice délimitant le vide intérieur. Dans ce cas la sonde de température 25 est disposée à l'intérieur du serpentin, par exemple dans un T de piquage 26 disposé immédiatement à la sortie de la partie en hélice. L'ensemble comporte un régulateur de température non représenté. On voit que l'invention présente des possibilités d'adaptation rapide à de nombreux problèmes de chauffage. C'est ainsi qu'on ne sortira pas du cadre de l'invention en prévoyant, pour des séries de récipients 6 normalisés, des porte-récipients de dimensions telles qu'un récipient 6 recouvert de son organe de chauffage 1 y pénètre avec ajustage serré. Le mode de fixation de la sonde thermométrique ntest pas limité. C'est ainsi que cette sonde pourra-etre fixée tout simplement à un couvercle destiné à fermer le récipient pendant l'opération nécessitant le chauffage, de telle sorte qu'elle vienne en contact avec la face intérieure de la paroi du récipient. A cet effet, elle pourra être montée en biais à travers le couvercle. Dans tous les cas elle pourra servir également à un affichage de contrôle. REVENDICATIONS 1. Dispositif de chauffage au moyen d'une pellicule électriquement conductrice constitué par un organe chauffant comportant une matière pulvérulente conductrice répandue sur un substrat portant, en contact électrique avec la pellicule électriquement conductrice, des électrodes d'alimentation s'étendant parallèlement les unes aux autres sensiblement d'un bord à l'autre de la pellicule, dans lequel l'ensemble constitué par le substrat et la pellicule est souple, de telle sorte qu'il puisse épouser la forme d'une surface développable, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, des moyens de serrage de l'organe chauffant au contact d'une face d'une paroi devant transmettre la chaleur fournie par l'organe chauffant. 2. Dispositif de chauffage selon la revendication X caractérisé en ce que les électrodes sont souples, de telle sorte qu'elles puissent épouser une forme développable. 3. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'alimentation électrique est asservie à une mesure de température faite au moyen d'un capteur disposé au voisinage de l'autre face de la paroi, caractérisé en ce que l'organe chauffant est conòrmé ou conformable en U permettant d'y introduire à son contact un récipient amovible de forme correspondante. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les hauteurs des branches libres du U sont sensiblement égales à celle des parois latérales du récipient. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la sonde de température est amovible et peut être maintenue fixée par des moyens de fixation contre la face intérieure d'une paroi du récipient étant au contact avec l'organe chauffant. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour un récipient cylindrique, l'organe chauffant est disposé en jaquette autour du récipient. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les électrodes sont disposées circulairement autour du récipient et maintenues tendues. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, dans lequel le récipient est un serpentin en hélice, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, au moins un organe chauffant disposé à l'intérieur de l'hélice serré en extension contre le récipient. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ê 8, caractérisé en ce que le substrat est une feuille d'un matériau souple, tel que le papier ou une matière plastique, d'une épaisseur. de l'ordre de 0,1 mm. 10. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque électrode souple comporte au moins une partie constituée par un trait de peinture souple électriquement conductrice de conductibilité très supérieure à celle de la pellicule pulvérulente conductrice. 11. Organe de chauffage comportant une matière pulvérulente électriquement conductrice répandue en pellicule sur un substrat portant, en contact électrique avec la pellicule électriquement conductrice, des électrodes d'alimentation s'étendant parallèlement les unes aux autres, caractérisé en ce que chaque électrode est constituée par un trait de peinture électriquement conductrice de conductibilité très supérieure à celle de la pellicule pulvérulente conductrice.