Brevet FR2480914A1 — publié le 19811023

L'invention a pour objet un appareil de chauffage électrique à convection naturelle comprenant une eneeinte verticale ouverte à son extrémité inférieure et à son ex trémité supérieure et un corps de chauffe disposd dans la partie basse de l'enceinte. Dans les appareils connus de ce genre, les éléments de raccordement au secteur tels qu'interrupteurs, thermostats, boite à borne, limiteurs de température et autres organes de commande, sont enfemnés dans un carter adjacent à l'enceinte. Lorsqu'on utilise dans de tels appareils des disposés tifs électroniques comportant des composants semi-conduc- teurs comme commande de puissance, il faut prévoir un cir- cuit de refroidissement du carter dans lequel sont logés les composants semi-conducteurs qui s'échauffent considdrable- ment lorsqu'ils sont à l'état passant. Il faut, en effet, éviter que ces compos tus semi-conducteurs ne s'échauffent au-delà d'une température limite qu'ils peuvent supporter. Afin de remédier à cet inconvénient, l'appareil de chauffage électrique à convection naturelle selon l'invention est caractérisé en ce qu'on dispose les organes et composants de commande, de contrôle et de sécurité devant subir des échauffements aussi faibles que possible dans la partie basse de l'enceinte, en dessous du corps de chauffe. le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil de chauffage électrique selon l'invention. l'unique figure du dessin en est une vue en élévation, en coupe longitudinale. Comme représenté au dessin, l'enceinte de l'appareil est constituée par un caisson d muni de pattes de fixation 2 i un mur. Le caisson 1 est ouvert à sa partie inférieure et à sa partie supérieure qui n'est recouverte que d'une grille à larges mailles 3. Il est destiné à être fixé au mur 4 à environ 20 cm au-dessus du sol 5 de la pièce dans laquelle il est installé. Un corps de chauffe 6 est disposé dans la partie inférieure du caisson 1, sensiblement au tiers de la hauteur de ce dernier. les organes de commande 7 de l'appareil sont disposés dans le tiers inférieur du caisson 1 à une distance suffisante du corps de chauffe 6 pour éviter de les exposer aux rayonnements de ce dernier. Du fait de l'effet de cheminée du caisson 1 qui accélère la convection naturelle, les organes de commande 7 sont exposés à un appel d'air frais pénétrant dans le caisson 1 par son extrémité inférieure ouverte, ce qui réduit notablement leur échauffement. Une telle disposition conduit naturellement à installer en partie basse du caisson 1 les organes de commande 7 (bouton ou molette de réglage du point de consigne du thermostat, interrupteur). les boutons de manoeuvre des organes de commande peuvent toutefois être disposés dans la partie supérieure du caisson 1 et reliés aux organes de commande de façon connue. Pour des raisons pratiques et/ou esthétiques, une partie des organes de commande et de contrôle peut, en effet, être installée à la partie supérieure du caisson 1. A titre d'exemple, on peut préférer installer le bouton ou la molette de réglage du point de consigne du thermostat à la partie supérieure du caisson 1, tout en laissant en partie basse le thermostat, la transmission des mouvements mécaniques de 1'un à l'autre étant assurée par courroie ou tout autre moyen. Dans le cas d'un thermostat électronique, on peut installer le potentiomètre et sa molette à la partie supérieure du caisson 1, les autres composants du thermostat électronique restant sous le corps de chauffe 6. On voit donc que l'air qui passe sur les organes de commande 7 est de l'air non réchauffé par le corps de chauffe 6, ce qui permet de garantir un échauffement de l'air circulant autour des organes de commande 7 quasiment nul. De plus, l'air qui circule autour des organes de ma noeuvre est de l'air entraîné par convection naturelle, convection due à l'échauffement de l'air au contact du corps de chauffe 6. Les vitesses d'air obtenues sont de beaucoup supérieures à celle obtenue dans une disposition classique et on obtient une diminution notable des échauffements des composant s des organes de commande 7 qui sont échauffés par effet Joule quand l'appareil est en fonctionnement, diminution des échauffements analogue à celle que l'on obtiendrait par une ventilation forcée. Cet effet de refroidissement forcé est particulièrement avantageux dans le cas où l'on veut utiliser une commande de la puissance par des dispositifs électroniques comportant des composants semi-conducteurs. Il est bien connu que les composants semi-conducteurs de puissance s'échauf- fent considérablement lorsqu'ils sont à l'état passant; les échauffements étant tels qu'ils nécessitent qu'on leur adjoigne un radiateur destiné à maintenir leur température en deçà de la température limite qu'ils peuvent supporter. Un tel dispositif électronique de commande de la puissance bénéficie également de la ventilation forcée dey'air de convection de l'appareil; ce qui permet de réduire la taille du radiateur associé au composant semi-conducteur de puissance pour une même température atteinte en régime ou, en conservant la même taille du radiateur, diminuer la température de ce composant. Cette ventilation forcée des composants due à la convection est particulièrement intéressante dans le cas où 1'on construit un appareil dit "protégé contre les projections d'eau". En effet, dans ce cas, il faut empêcher l'eau tombant sur l'appareil d'atteindre les parties sous tension, ce qui est réalisé dans les appareils usuels en mettant ces composants dans une enveloppe ne présentant que des orifices comportant des chicanes empêchant l'eau de pénétrer à l'in térieur de cette enveloppe. Il en résulte inévitablement un échauffement de l'air intérieur à cette enveloppe car les chicanes, si elles empêchent veau de pénétrer, empêchent également, quelle que soit leur foriez l'air chaud de traverser 1 enveloppe. La disposition décrite remédie à cet inconvénient des dispositifs usuels, du fait que la convection due au corps de chauffe induit une ventilation forcée dans l'enveloppe qui permet de la refroidir et, par conséquent, de refroidir également les composants qui y sont enfermés. Lien entendu, la conception de l'appareil de chauffage à convection naturelle tel que décrit ci-dessus n'est pas limitée à des appareils destinés à être fixés à un mur. Elle peut tout aussi bien être appliquée à des appareils de chauffage mobiles montés ou non sur des roulettes et reliés au secteur par un cordon électrique par exemple. R E V E N D I C A I O N S 1. Appareil de chauffage électrique à convection naturelle comprenant une enceinte verticale (1) ouverte à son extrémité inférieure et à son extrémité supérieure et un corps de chauffe (6) disposé dans la partie basse de l'enceinte (1), appareil de chauffage caractérisé en ce que les organes et composants de commande, de contrôle et de sécurité (7), qui ne doivent pas subir des échauffements excessifs sont placés dans la partie basse de l'enceinte (l) au-dessous du corps de chauffe (6). 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une partie des organes et composants de commande, de contr3le et de sécurité (7) est disposée sous le corps de chauff e (6) qui occupe alors quasiment toute la longueur et la largeur de l'enceinte (i), l'autre partie des éléments de commande étant située en partis haute de l'enceinte (1) pour des raisons d'accessibilité, les orgnes et composants de commande, de contrôle et de sécurité (7) disposés sous le corps de chauffe (6) subissant ainsi une ventilation forcée quand le corps de chauffe (6) fonctionne. 3. Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend comprend une ou plusieurs enveloppes de protection contre la pénétration des liquides, enfermant tout ou partie des composants et organes de commande, de contr3le et de sécurité (7), enveloppe comportant des orifices en forme de chicane tels qu'une ventilation forcée existe dans cette ou ces enveloppes quand le corps de chauffe (6) est en fonctionnement.