Brevet FR2441987A1 — publié le 19800613

ELEMENT CHAUFFANT ELECTRIQUE DISPOSE DANS UNE CONDUITE ET SON PROCEDE DE FABRICATION. La présente invention concerne un élément chauffant électrique disposé dans une conduite et appelé à réchauffer un fluide, notamment de l'air, s'écoulant dans cette dernière, ledit élément chauffant étant cons titué par un conducteur électrique en forme de fil ou de ruban à forte résistance, maintenu de maniere électriquement isolée et coudé en des endroits espacés suivant un tracé sensiblement en spire. L'invention vise également un procédé pour fabriquer un tel élément chauffant. La demande de brevet divulguée en République Fédérale d'Allemagne, divulguée sous le No. 2 608 510 décrit un élément chauffant de ce genre comportant un conducteur qui est enroulé sensiblement en spires sur un support isolant et résistant à la chaleur, appelé à être monté dans une conduite, ce conducteur étant coudé en des endroits espacés, en correspondance avec le profil dudit support. Dans cet agencement connu, le support oppose une résistance considérable à l'écoulement du fluide dans la conduite. Par ailleurs, le rendement énergétique du chauffage électrique obtenu à l'aide de l'élément chauffant connu est relativement faible, étant donné que le fluide, tel que l'air, passant dans la conduite n'est chauffé sensiblement qu'à proximité de la paroi de la conduite, ce qui oblige à prévoir une conduite relativement longue et un dispositif de chauffage présentant une longueur correspondante, donc relativement grande, afin que le courant de fluide soit chauffé d'une manière au moins approximativement régulière. La presente invention a pour but de créer un élément chauffant du genre décrit ci-dessus qui permette d'améliorer l'efficacité de l'ensemble, tout en permettant de prévoir une conduite de longueur réduite et, dans cette conduite, un élément de chauffant électrique plus court que les éléments connus, cet élément chaffant devant assurer, en comparaison aux agencements connus, une répartition plus uniforme des surfaces chauffantes à l'intérieur de la conduite. De plus, l'invention a pour but de créer un élément chauffant de ce genre dont le prix de revient soit plus faible que celui des dispositifs connus de ce genre. L'élément chauffant faisant l'objet de l'invention est remarquable notamment en ce que ledit conducteur ne s'appuie sur la paroi intérieure de ladite conduite que par les angles définis par les coudes formés par ce conducteur, en ce que lesdits angles disposés selon un tracé en spirale sont décalés les uns par rapport aux autres, d'une spire à l'autre, et en ce que, pour chaque spire, au mc s un des côtés de chaque angle intéressé est disposé de manière à couper au moins approximativement l'axe médian de ladite conduite. Cet agencement permet de supprimer les supports de conducteur qui étaient requis jusqu'à présent, ce qui entraîne une diminution importante du prix de revient. Par ailleurs, l'agencement selon l'invention permet de supprimer des éléments qui étaient nécessaires jusqu'à présent et qui engendraient une forte résistance à l'écoulement du fluide dans la conduite, ce qui donne lieu, par rapport aux dispositifs connus, pour une section transversale donnee, à des vitesses d'écoulement moindres du fluide et, par conséquent, à un temps de séjour plus long du fluide exposé à l'action de l'élément chauffant. De plus, le dispositif selon l'invention permet d'obtenir une répartition sensiblement plus régulière du conducteur chauffant sur le volume intérieur de la conduite, par comparaison aux dispositifs connus, ce qui entraine une augmentation supplémentaire de l'efficacité (ou du rendement) du dispositif selon l'invention. I1 est avantageux, notamment dans le cas d'un conducteur chauffant présentant deux coudes par spire, que les sections de spires présentent des longueurs égales, ces longueurs de spires correspondant, de préférence, sensiblement à la dimension intérieure transversale maximum de la conduite intéressée. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux, l'élément chauffant est coudé plus de deux fois, de préférence trois, et les différentes sections de spires présentent, par spire, des longueurs différentes, de manière à assurer un réchauffement encore plus uniforme sur toute la section d'écoulement du fluide. Dans une variante du mode de réalisation précédent, il est avantageux que les angles formes par les parties coudées présentent de spire en spire des valeurs différentes. Les angles formés par les coudes précités peuvent être plus ou moins arrondis. Dans une variante préférée, l'élément chauffant est associé à au moins un élément chauffant analogue supplémentaire, ces éléments chauffants étant disposés dans ladite conduite de manière telle que leurs spires respectives soient décalées les unes par rapport aux autres. Cet agencement permet d'obtenir une augmentation sensible du rendement de l'en- semble considéré et de construire ce dernier sous une forme plus compacte que celle des dispositifs connus. Dans une autre variante de l'élément chauffant selon l'invention, ce dernier est mis en forme de méandres avant d'être enroulé en spires, ce qui permet d'augmenter, pour un volume disponible donné et relativement réduit, la surface d'échange de chaleur. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication de l'élément chauffant défini ci-dessus, qui consiste à enrouler en spires un conducteur en matériau élastique sur une barre de profil polygonal et à retirer ensuite ce conducteur de ladite barre. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaitront à la lecture de la description suivante et des figures jointes, données à titre illustratif mais non limitatif. La Figure 1 montre, en vue frontale, une partie d'un dispositif de chauffage électrique destiné à réchauffer un écoulement d'air. La Figure 2 montre le même dispositif en coupe transversale. La Figure 3 montre, en coupe transversale, un autre mode de réalisation. La Figure 4 représente une variante d'un détail du dispositif de chauffage électrique. Ainsi qu'il ressort des figures annexées, l'élément chauffant électrique 1 est disposé dans une conduite 2 de section circulaire appelée à être traversée par un courant d'air. L'élément chauffant comporte essentiellement un conducteur électrique 3 en forme de ruban présentant une forte résistance électrique, ce conducteur définissant sensiblement une forme hélico-idale et des sections coudées et étant placé dans la conduite 2 de façon telle que ledit conducteur 3 ne prenne appui sur la paroi interne de la conduite 2 que par les angles 4 des coudes. La conduite 2 est formée d'un matériau électriquement isolant présentant une haute résistance à la chaleur. En variante, cette conduite peut seulement être revêtue, à l'intérieur, d'un tel matériau. I1 est également possible de maintenir les angles 4 formés par le conducteur à l'aide de pièces isolantes, afin d'éviter efficacement dans toutes les conditions les courts-circuits entre spires et les mises à la masse. D'une spire de conducteur à l'autre, les angles 4 formés par les coudes sont décalés l'un par rapport à l'autre, et une des branches d'angle de chaque spire est orientée de manière sensiblement diamétrale. Pour fabriquer un élément chauffant 1 selon les Figures 1 et 2, on enroule d'abord en spires, sur une barre sensiblement rectangulaire présentant, en profil, des côtés courts et arrondis, un conducteur 3 en forme de ruban, de façon telle que les spires soient feniement appliquées sur la barre. Lorsqu'on retire ensuite le conducteur enroulé 3 de ladite barre, il se détend, et les angles 6 formés par les sections de spire 5 s'agrandissent en même temps, cependant que le pas des spires s'accroît également, si bien qu'alors, ainsi qu'il ressort de la Figure 2, les angles 4 des coudes sont décalés les uns par rapport aux autres, d'une spire à l'autre et que les sections sensiblement rectilignes des spires définissent sensiblement une configuration en étoile, en se croisant, vu en section transversale. Pour fabriquer l'élément chauffant représenté sur la Figure 3, un conducteur 3 est enroulé, de préférence, sur une barre de profil triangulaire présentant des côtés inégaux. On obtient ainsi un coefficient de remplissage accru du volume disponible à l'intérieur de la conduite, par comparaison au mode de réalisation représenté sur les Figures 1 et 2. On peut également obtenir un élément chauffant en enroulant un conducteur 3, par exemple, autour d'une barre de profil en losange ou trapézoldal. Dans le mode de réalisation représenté sur la Figure 4, un conducteur 3 en ruban forme des méandres, afin d'augmenter la surface de transmission de chaleur, la mise en forme en méandres étant effectuée avant l'enroulement du conducteur. Du point de vue de la technique de fabrication, la méthode la plus simple de l'élément chauffant consiste à enrouler un conducteur 3 sur une barre de profil rectangulaire de faible épaisseur, ce qui permet d'obtenir l'élément chauffant représente sur les Figures 1 et 2. I1 est avantageux d'utiliser, non pas un conducteur à section circulaire, mais un conducteur en forme de ruban, étant donné que ce dernier peut être façonné de la manière voulue, comme dêcrit ci-dessus, plus facilement qu'un conducteur rond, sans subir des déformations indésirables. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Elément chauffant électrique disposé dans une conduite et appelé à réchauffer un fluide notamment de l'air, s'écoulant dans cette dernière, ledit élément chauffant étant constitué par un conducteur électrique en forme de fil ou de ruban à forte résistance, maintenu de manière électriquement isolée et coudé en des endroits espacés suivant un tracé sensiblement en spires, caractérisé en ce que ledit conducteur ne s'appuie sur la paroi intérieure de ladite conduite que par les angles définis par les coudes formés par ce conducteur, en ce que lesdits angles disposés selon un tracé en spirale sont décalés les uns par rapport aux autres, d'une spire à l'autre, et en ce que, pour chaque spire, au moins un des côtés de chaque angle intéressé est disposé de manière à couper au moins approximativement l'axe médian de ladite conduite. 2.- Elément chauffant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des sections de spires de longueur égale. 3.- Elément chauffant selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les longueurs respectives des sections des spires correspondent sensiblement à la dimension intérieure maximum de ladite conduite, vue en section transversale. 4.- Elément chauffant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les sections de spires présentent, par spire, des longueurs différentes. 5.- Elément chauffant selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, pour chaque spire, les angles respectifs formés par les sections de spires sont différents. 6.- Elément chauffant selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les angles formés par les coudes sont sensiblement arrondis. 7.- Elément chauffant selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est associé à au moins un élément chauffant analogue supplémentaire, ces éléments chauffants étant disposés dans ladite conduite de manière telle que leurs spires respectives soient décalées les unes par rapport aux autres. 8.- Elément chauffant selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le conducteur présente une forme en méandres ou analogue. 9.- Procédé de fabrication de l'élément chauffant selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il consiste à enrouler en spires un conducteur en matériau élastique sur une barre de profil polygonal et à retirer ensuite ce conducteur de ladite barre.