Brevet FR2439529A1 — publié le 19800516

La présente invention concerne un dispositif de support et d'isolation thermique et électrique d'un élément chauffant par rapport au boîtier d'un radiateur de forme allongée, du type dans lequel un déflecteur à section en U ouvert vers le bas entoure partiellement l'élément chauffant, celui-ci étant constitué d'un fil résistant gainé à deux branches s'étendant parallèlement l'une à 1'autre selon l'essentiel de la longueur du boîtier du radiateur. L'invention concerne plus particulièrement les radiateurs du type susdécrit destinés à assurer le chauffage dans des locaux destinés d recevoir le public, par exemple dans les véhicules de transport en commun, par exemple dans les voitures du chemin de fer ou du métropolitain, radiateurs disposés par exemple le long des plinthes. C'est pourquoi on a fait mention plus haut de la forme allongée des radiateurs. Il y a lieu de préciser en outre que le déflecteur à section en U ouvert vers le bas qui a été mentionné plus haut a principalement pour objet de permettre l'obtention d'une meilleure répartition du flux d'air chaud et d'éviter les chemins ascendants préférentiels et les points chauds. D'ailleurs, à cet effet, un tel déflecteur peut porter au moins sur une partie de sa longueur, notamment dans sa partie médiane, des encoches ou ouvertures latérales évitant une stagnation de l'air chaud dans la partie centrale. Une meilleure répartition de l'air chaud peut de toute façon être assurée concomitamment par un ventilateur. Certains aspects de tels radiateurs à déflecteurs ainsi agencés ont déjà été décrits dans la demande de brevet français déposée par la demanderesse le 17 février 1976 sous le n 7604304. Quant au fil résistant gainé -ou blindé- à deux branches s'étendant parallèlement l'une à l'autre, il pourra s'agir de tout fil résistant approprié enveloppé par exemple d'une gaine d'acier inoxydable, avec interposition d'un matériau d'isolation électrique, par exemple de la magnésie. En principe, un tel fil résistant d'élément chauffant aura également la forme d'un U dont les deux branches stétendent parallèlement ltune au-dessus de l'autre essentiellement dans un plan vertical médian du déflecteur. La raison de cette configuration particulière de l'élément est que ses deux extrémités doivent de préférence être situées, pour des raisons évidentes de simplification des connexions, à la même extrémité du radiateur de forme allongée. Pour des éléments résistants assez longs, de l'ordre de 2 mètres par exemple, c'est-à-dire pour des branches d'une longueur d'environ 1 mètre, se pose le problème du maintien de ces éléments à l'intérieur du déflecteur, étant donné que leur résistance mécanique propre est relativement peu élevée. Le problème se pose en outre de la sécurité des voyageurs, auxquels il ne faut pas faire courir le risque de brtlès ou d'électrocution, même en cas d'enfoncement accidentel ou intentionnel de la grille de répartition du radiateur. Le but de la présente invention est de résoudre tous ces problèmes, en assurant d'ailleurs un complément d'isolation électrique entre le fil résistant et le boîtier (ou habillage métallique) du radiateur. Un autre but de l'invention est également d'obtenir des moyens de fixation et de support simples et efficaces, tant du point de vue de la résistance mécanique que du point de vue des qualités d'isolation thermique et/ou tolectriqued'une part de l'élé- ment chauffant par rapport au déflecteur, d'autre part du déflecteur par rapport audit boîtier du radiateur. A cet effet, un dispositif de support et d'isolation thermique et électrique du type défini au début est, conformément à l'invention, caractérisé en ce que pour le maintien, de place en place, de l'élément chauffant par rapport au déflecteur sont prévues des entretoises disposées de sorte à maintenir d'une part l'écartement entre les deux ailes du déflecteur à section en-U, et d'autre part l'écartement entre les deux branches dudit élément chauffant. Ainsi, ces entretoises ont une fonction double puisqu'elles permettent de maintenir l'écartement entre deux paires d'é-- léments du dispositif (les deux ailes du déflecteur d'une part, les deux branches du fil résistant d'autre part), selon deux directions orthogonales, et ce double rôle des entretoises permet de la sorte de simplifier considérablement la construction. Avantageusement, une entretoise sera constituée d'un tronçon tubulaire dont les extrémités constituent des appuis pour les faces intérieures respectives des ailes du déflecteur, ce tronçon s'étendant par ailleurs entre les deux branches de l'élément chauffant, pour lesquelles il sert également d'appui, et é tant maintenu en place par une tige de boulon ou analogue engagée dans son passage axial et dans deux trous se faisant face sur lesdites ailes. Par ailleurs, lorsque la gaine du fil résistant est en métal, par exemple en acier, ses deux branches peuvent avantageusement être fixées par des brasures sur les entretoises, également métalliques. Etant donné que le déflecteur sera de toute façon chauffé par rayonnement, il n'y a pas d'inconvénient en effet à ce qu'il y ait une liaison thermique de conduction entre l'élément chauffant et les entretoises, dont les extrémités sont également en contact thermique avec les faces internes des ailes du déflecteur. Pour ce qui concerne maintenant la fixation du déflecteur sur le boîtier ou habillage métallique du radiateur, on pourra prévoir qu'un dispositif conforme à l'invention comporte des pattes fixées de place en place extérieurement sur le déflecteur et reliées à une face intérieure du boîtier du radiateur par l'in- termédiaire de pièces d'isolation thermique et électrique. La face intérieure du boîtier sera bien entendu de préférence celle qui est opposée à la grille de répartition. Par ailleurs, avantageusement, on pourra prévoir qu'une pièce d'isolation thermique et électrique est constituée de deux parties -mâle et femelle- engagées l'une sur l'autre, une patte perforée fixée sur le déflecteur étant enfilée sur la partie mâle et serrée entre elle et la partie femelle. L'assemblage des pièces mâle et femelle d'isolation pourra être maintenu par serrage de ces parties entre un écrou engagé sur un boulon et la tête de celui-ci, lequel est enfilé dans un passage axial des deux dites parties, et est solidarisé de ladite face intérieure du boîtier. Les têtes des boulons pourront d'autre part être emprisonnées et fixées dans des étriers fixés eux-mêmes sur ladite face intérieure du boitier de radiateur. Un mode d'exécution de l'invention va maintenant être décrit à titre d'exemple nullement limitatif, avec référence à la figure unique du dessin annexé qui est une vue en coupe transversale d'un dispositif conforme à l'invention, selon un plan transversal contenant à la fois l'axe du boulon de fixation d'une entretoise sur le déflecteur et l'axe du boulon de fixation d'une pièce d'isolation thermique et électrique sur un étrier. Sur la figure, on a référencé en 1 le plancher de l'enceinte 2 à chauffer, par exemple une voiture de chemin de fer ou de métropolitain. Le radiateur, dont le boîtier ou habillage métallique est référencé en 3, est de forme allongée (sa longueur peut être de l'ordre de 1 m) et est aménagé dans un logement de plinthe 4 de l'enceinte 2. L'air chaud créé dans le boîtier 3 est évacué dans l'enceinte 2, par convection naturelle ou forcée (emploi éventuel d'un ventilateur annexe), à travers une grille de répartition 5. La chaleur est engendrée par un élément chauffant constitué d'un fil résistant 6 entouré d'une gaine ou blindage 7, avantageusement en acier inoxydable, avec interposition d'une matière électriquement isolante 8, par exemple de la magnésie. Ce fil suit, d'une extrémité à l'autre du radiateur, la forme dtun U dont les deux branches, supérieure 9 et inférieure 10, sont superposées et s'étendent parallèlement l'une à l'autre. Ainsi, les deux extrémités de l'élément chauffant peuvent-elles être raccordées aux bornes de l'alimentation électrique à une seule et même extrémité du radiateur -celle qui est opposée au coude du U. Cette disposition permet bien entendu de faciliter les connexions. L'élément chauffant 9-10 est, de façon connue, entouré partiellement, ou coiffé, par un déflecteur en tôle Il à section en U ouvert vers le bas et permettant d'obtenir une meilleure répartition de l'air chaud selon la longueur du radiateur. Conformément à l'invention, lsécartement entre les deux branches 9 et 10 -relativement flexibles- du U de l'élément chauffant est maintenu de place en place par des entretoises 12 servant en même temps à maintenir, aux mêmes endroits, l'écartement entre les deux ailes, référencées 13 et 14, du U du déflecteur 11. Pour un élément chauffant et un déflecteur d'une longueur d'environ 1 m, on peut prévoir par exemple quatre entretoises 12. Etant donné que le déflecteur 11 sera de toute façon chauffé par rayonnement, il n'y a aucun inconvénient à prévoir des entretoises 12 métalliques, notamment en acier. Dans ce cas, la gaine 7 peut être fixée sur les entretoises 12 par des brasures à l'argent 15. Les entretoises 12 sont quant à elles maintenues entre les ailes 13 et 14 du déflecteur Il par des boulons 16 engagés dans leur passage axial et dans deux trous se faisant face dans lesdites ailes, le déflecteur et les entretoises étant ainsi enserrés entre la tête 17 desdits boulons et des écrous, par otem- ple à frein, 18, vissés.à l'extrémité de ceux-ci. Etant donné que le déflecteur est chaud, il y a lieu de faire en sorte que sa fixation sur la face intérieure 3a (opposée à la grille 5) du boitier métallique 3 s'effectue avec une bonne isolation thermique. il convient en outre d'obtenir à ce niveau un bon isolement électrique, pour doubler l'isolement électrique assuré par l'isolant 8, et satisfa-ire ainsi à l'exigence habituelle et réglementaire du double isolement électrique. Pour ce faire, des pattes métalliques perforées 19, par exemple au nombre de trois, sont soudées extérieurement sur le déflecteur 11. Les deux pattes extrêmes peuvent être situées respectivement au même niveau que les deux entretoises 12 extrêmes. Ces pattes 19 sont reliées à la face intérieure 3a du boîtier métallique 3 par l'intermédiaire de pièces d'isolation thermique et électrique 20 avantageusement en porcelaine. Chaque pièce 20 est constituée d'une partie mâle 20a engagée sur une partie femelle 20b, la patte perforée 19 correspondante étant enfilée sur la partie mâle et serrée entre celle-ci et la partie femelle, comme visible sur le dessin, de sorte qu'il n'y a ni conduction électrique, ni conduction thermique entre la patte 19 et un boulon 21 engagé dans un passage axial des deux dites parties 20a-20b. La tête 22 de chaque boulon 21 est emprisonnée et fixée -par exemple par soudage- dans un étrier 23 lui-même fixé par des moyens quelconques sur ladite face intérieure 3a du boîtier 3. Ainsi, les pièces d'isolation'20, après avoir été engagées sur les boulons 21, peuvent-elles être maintenues en place très simplement par serrage, sur les extrémités de ces boulons, d'écrous 24, par exemple également à frein. On observe enfin que dans le mode de réalisation pratique représenté à titre d'exemple sur la figure, un enfoncement même important de la grille 5 ne la mettra pas en contact avec les écrous- 18 qui peuvent être chauds, car la grille serait arrêtée avant par les écrous 24, (lesquels ne peuvent être à une température sensiblement plus élevée que celle du boîtier 3) ceci du fait de la longueur relativement -importante des boulons 21 isolés thermiquement, qui s'étendent presque selon toute la largeur de l'espace intérieur du boîtier. Outre ses qualités mécaniques, un dispositif conforme à l'invention assure ainsi toute la sécurité voulue. REVENDICATIONS 1. Dispositif de support et d'isolation thermique et électrique d'un élément chauffant par rapport au boitier d'un ra radiateur, du type dans lequel un déflecteur à section en U ouvert vers le bas entoure partiellement l'élément chauffant, celui-ci étant constitué d'un fil résistant gainé à deux branches s'étendant parallèlement l'une à l'autre selon l'essentiel de la longueur du boitier du radiateur, caractérisé en ce que pour le maintien, de place en place, de l'élément chauffant par rapport au déflecteur sont prévues des entretoises disposées de sorte à maintenir d'une part l'écartement entre les deux ailes du déflecteur à section en U, et d'autre part l'écartement entre les deux branches dudit élément chauffant. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une entretoise est constituée d'un tronçon tubulaire dont les extrémités constituent des appuis pour les faces intérieures respectives des ailes du déflecteur, ce tronçon s'étendant par ailleurs entre les deux branches de l'élément chauffant, pour lesquelles il sert égalementd'appul,etétantmaintenuen place par une tige de boulon ou analogue engagée dans son passage axial et dans deux trous se faisant face sur lesdites ailes. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit fil résistant étant gainé de métal, notamment d'acier, ses deux branches sont fixées par des brasures sur les entretoises, également métalliques. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des pattes fixées de place en place extérieurement sur le déflecteur et reliées à une face intérieure du boîtier du radiateur par l'intermédiaire de pièces d'isolation thermique et électrique. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une pièce d'isolation thermique et électrique est constituée de deux parties -mâle et femelle- engagées l'une sur l'autre, une patte perforée fixée sur le déflecteur étant enfilée sur la partie. mâle et serrée entre elle et la partie femelle. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'assemblage des parties mâle et femelle d'isolation est maintenu par serrage de ces parties entre un écrou engagé sur un boulon et la tête de celui-ci, lequel est enfilé dans un passage axialds deux dits parties, et est solidarisé de ladite face intérieure du boîtier. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les têtes des boulons sont emprisonnées et fixées dans des étriers fixés eux-mêmes sur ladite face intérieure du boîtier de radiateur.