Brevet FR2410411A1 — publié le 19790622

la présente invention concerne les éléments électriques chauffants et plus particulièrement les éléments électriques chauffants pelliculaires. Les éléments suivant l'invention peuvent titre utilisés comme élé ments électriques chauffants de type conducteur dans la technique des semi-conducteurs, la médecine, la biologie et l'industrie alimentaire pour le chauffage des milieux liquides et gazeux ultra-purs ainsi que comme radiateurs pour le chauffage à distance servant à sécher les vernis, les peintures, les pâtes, les couches de réserve photographique etc. Il existe un élément électrique chauffant résistif qui comporte deux éléments de chauffage dont l'un se présente sous la forme d'un tube en oxyde de zirconium et l'autre, sous la forme d'un tube entourant le premier et portant enroulé un fil en platine. Àu premier moment du fonctionnement de cet élément, on branche ltélément de chauffage extérieur qui se débranche après avoir chauffd l'élément de chauf fage intérieur. Après cela, c'est 1' élément de chauffage inférieur qui réalise le travail. L'utilisation de cet élément chauffant implique des opérations de branchement et de débranchement des éléments de chauffage ce qui entraine un fonctionntment instable de l'élément chauffant.Outre cela, il n'est pas économique durant le chauffage préalable. Il existe un élément électrique chauffant pelliculaire résistant aux hautes températures, dans lequel l'élément de chauffage porté sur un support est réalisé sous la forme d'une pellicule conductrice à base du bioxyde d'étain additionné d'antimoine ete bore SnO2 + Sb B qui a une haute résistance ohmique au moment initial du fonctionnement, lorsque les surfaces de chauffage sont grandes. Il en résulte que pour des éléments électriques chauffant dont les surfaces de chauffage dé t passent 1000 cm la tension au moment initial du fonctionnement atteint 400 à 500 V ce qui rend compliquée une utilisation directe de ces élé- menus chauffants sur le secteur d'alimentation industriel. L'invention vise à créer un élément électrique chauffant pellicu- laire résistant aux hautes températures dont la construction permettrait de supprimer les opérations de branchement et de débranchement des éléments de chauffage, de rdduire les tensions de fonctionnement tant au moment initial que durant toute la période du fonctionnement du réchauffeur électrique. Elle a donc pour objet un élément électrique chauffant pelliculaire qui comporte des conducteurs d'amenée du courant et un élément de chauffage principal sous la forme d'une pellicule conductrice por- tée sur un support et ayant une haute résistance ohmique, caractérisé en ce qu'il comporte un élément de chauffage supplémentaire sous la forme d'une pellicule conductrice ayant une faible résistance ohmique, portée sur l'élément de chauffage principal. Il est utile que l'épaisseur de l'élément de chauffage suppldmen- taire soit égale b = a / (0,5 à 10) où b est lFépaisseur de l'élément de chauffage supplémentaire et a est l'épaisseur de l'élément de chauffage principal. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exem- ple de réalisatIon concret. Aux dessins annexés - la Fig. 1 représente une vue d'ensemble d'un élément chauffant électrique pelliculaire suivant l'invention; - la Fig. 2 représente un-diagramme de la résistivité superficielle des éléments de chauffage pelliculaires en fonction de la tem- pérature. l'élément chauffant électrique pelliculaire comporte un support diélectrique 1 (piu. 1), par exemple, en verre borosilicaté, sur lequel sont portés deux éléments de chauffage 2, 3. l'élément de chauffage 2 à haute résistance ohmique et est réalisé à base, par exemp'e, du bioxyde d'étain additionné d'antimoine et de bore Sn02 + Sb + B. L'élément de chauffage 3 à basse résistance olunique est réalisé, par exemple, à base de bioxyde d'étain additionné de fluor Son02 + F. Sur ltélézent de chauffage 3 sont déposés sous vide des conducteurs d'amenée de courant 4 en argent, reliés à une source de courant 5. les épaisseurs des éléments de chauffage 2, 3 sont dans le rapport suivant : b = a/(0,5 d 10) où a est l'épaisseur de l'élément de chauf- fage 2 et b est l'épaisseur de l'élément de chauffage n. Sur la Fig. 2 est représentée la résistivité, superficielle-de chaque élément de chauffage 2, 3 et de l'élément électrique chauffas.ts pelliculaire en fonction de la température la courbe 6 caractérise la pellicule conductrice en SnO2 + Sb + B, la courbe 7 caractérise la pellicule conductrice en SnO2 + F, la courbe 8 caractérise l'élément électrique chauffant pelliculaire. Ci-dessous on donne les valeurs des résistivités électriques de l'élément de chauffage 2 réalisé à base de SnO2 + 8% Sb + 2%B, de l'élément de chauffage 3 réalisé à base de SnO2 + 10%F et de l'élément électrique chauffant pelliculaire constitué de ces éléments de chauf 2 fage / 2, 3 de 1500 cm de surface, pour différentes températures et épaisseurs des éléments 2, 3. TABLEAU a b P a ohm cm nbohm.cm r ohm/ cm m m 25 C 400 C 25 C 400 C 25 C 400 C 1,5 0,14 300 50 80 80 70 72 1,5 0,3 300 50 50 7 46 50 1,5 1,5 300 50 50 10 8 12 L'élément électrique chauffant fonctionne de la façon suivante. Lors de son branchement sur la source d'alimentation 5 (Fig. 1), la tension est appliquée à travers les conducteurs 4 aux éléments de chauffage 2, 3. Au moment initial, le courant passe par l'élément de chauffage 3 à basse température par suite de sa faible résistivité initiale (courbe 7, Fig. 2). Au fur et à mesure du chauffage, la résistance de l'élément de chauffage 2 diminue (courbe 6, Pig. 2) et i une certaine température elle devient inférieure à la résistance de l'élément de chauffage 3. Par conséquent, le courant passe principalement par l'élément de chauffage 2. C'est pourquoi, l'élément de chauffage 3 n'est pas mis hors service aux températures supérieures à 300 C. On remarquera que la résistivité totale de l'élément électrique chauffant pelliculaire est inférieure à la résistivité de chaque élément de chauffage, 3 pris à part (courbe 8, Fig. 2) tant au moment initial que durant le fonctionnement. Ceci permet de diminuer la tension de fonctionnement jusqu'à 220 V et moins et d'accroftre la fiabilité des éléments électriques chauffants pelliculaires. - REVENDICATIONS 1 - Elément électrique chauffant pelliculaire qui comporte des conducteurs d'amenée du courant et un élément de chauffage principal sous la forme d'une pellicule conductrice portée sur un support et ayant une haute résistance ohmique, caractérisé en ce qu'il comporte un élément de chauffage supplémentaire sous la forme d'une pellicule conductrice à basse résistance ohmique portée par l'élément de chauffage principal. 2 - Elément suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur de l'élément de chauffage supplémentaire est définie par la relation b = a/(0,5à 10) où b est l'épaisseur de l'élément de chauffage supplémentaire et a est l'épaisseur de l'élément de chauffage principal. *