Brevet FR2492208A1 — publié le 19820416

L'invention concerne une feuille chauffante comme système de chauffage pour le chauffage d'immeubles composée d'un conducteur chauffant, du type trajet de courant, à valeur spécifique de résistance par longueur définie, contrecollé entre deux feuilles, l'une de polyéthylène, l'autre de polyester. Pour le chauffage d'immeubles, en particulier de constructions en bois et d'édifices sacrés, on connaît un système de chauffage de ce genre pour lequel on utilise une feuille chauffante se composant d'un alliage de plomb- étain et de peu d'additions d'autres métaux, laminée de façon à avoir une épaisseur allant de 10 à 20 p. Cette feuille chauffante est découpée en méandre avant d'Vtre contrecollée d'abord entre des feuilles de polyéthylene, puis de polyester. La feuille de polyéthylène sert au couchage par thermosou- dage et la feuille de polyester à donner à tout l'élément une certaine stabi- lité mécanique. La taille des feuilles chauffantes découpées en forme de méandres est choisie de façon à ce qu'une puissance de 500 Watt puisse Etre introduite sur une longueur de par exemple 700 mm. Les qualités essentielles de la feuille de métal sont sa résistance électrique, nécessaire pour pouvoir utiliser la feuille comme conducteur chauffant, et le point de fusion de l'alliage situé à 1830. Ce bas point de fusion apporte la sécurité nécessaire pour pouvoir utiliser la feuille et pour rendre impossible, dans des immeubles d'habitation, en particulier en relation avec la combinaison bois/papier, une destruction de l'élément et par là-même une interruption de l'alimentation de courant pour des températures se situant en dessous de 2000 C ainsi qu'une inflammation du bois et du papier. Pour fabriquer de telles feuilles chauffan- tes, on utilise une feuille de métal dont la composition correspond pratique- ment à celle du système eutectique dans le système plomb-étain, c'est-àdire 61,9% d'étain et 38,1% de plomb. Une addition de 0,5 à 1 % d'antimoine est courante: celle-ci est sans importance pour le niveau du point de fusion et stabilise cependant les qualités de laminage de l'alliage. Les feuilles chauffantes de ce genre sont, en raison de la haute teneur en étain, relativement chères et comme les gisements d'étain dans le monde sont limités et que, de plus, le prix de l'étain est très élevé, le montage de systèmes de chauffage utilisant de telles feuilles chauffantes est lié f des cotts élevés. En outre, on connaTt une feuille chauffante servant de système de chauffage pour le chauffage d'immeubles se composant d'un conducteur chauffant, du type trajet de courant, à valeur spécifique de résistance par longueur 2 4 492208 définie, contrecollé entre deux feuilles, l'une de polyethylène, l'autre de polyester, conducteur chauffant présentant une étroite couche constituée par un alliage d'étain-plomb-antimoine comportant 61,5 7 d'tain, 377 1,2 % 6%-17% de plomb etO,8 t % d'antimoine, et forme comme un sandwich par une étroite -0,5 % couche tout aussi étroite, se trouvant sur la couche précedente, se composant d'un noyau de plomb dur allié 3 2 -4 d'antimoine recouvert des deux cstés -15 d'étain, la seconde couche constituant 64 % de l'épaisseur totale du conduc- 4+2,5 % teur chauffant et les couches d'étain chacune 1 % -0,5 par rapport au noyau de plomb dur (DE-PS 27 05 472). Par rapport aux systèmes de chauffage connus utilisant une feuille chauffante composée d'un alliage de plomb-étain, l'invention a pour but de créer une feuille chauffante pour des systèmes de chauffage de ce genre, dont la largeur de l'élément fusible est réduite, tout en maintenant les qualités électriques, à au moins un trajet du conducteur chauffant, si bien que la fabrication d'un système de chauffage de ce genre devient très rentable du point de vue économique. Pour atteindre ce but, l'invention propose une feuille chauffante servant de système de chauffage pour le chauffage d'immeubles du type décrit plus haut dont le conducteur chauffant est formé par une étroite couche se composant d'un noyau de plomb dur allié à 2 % 5d'antimoine recouvert des deux c8tés d'étain et présente au moins un trajet de courant formé comme un sandwich par une étroite couche de l'alliage étaLn-plomb-antimoine comportant 61,5 %17 d'étain, 37,7 %+6 de plomb et 0,8 %*1,2 d'antimoine et par une : i * - 6 ' -17 -0,5 autre couche, tout aussi étroite, se trouvant sur la couche précédentes se i+ composant d'un noyau de plomb dur allié à 2 145 d'antimoine avec une couche -1,5 d'étain sur la face libre de la couche et une autre couche d'étain sur la * face libre de l'autre couche, la première couche constituant 10 % i 100 % de l'épaisseur totale du conducteur chauffant et les couches d'étain représentant chacune 1 25 du noyau de plomb dur. chacne 1-0,5 En outre, l'invention propose, pour atteindre le but qu'elle s'est assignée, que le conducteur chauffant soit formé par une étroite couche com- portant un noyau de plomb dur allié à 2 4 1,5 d'antimoine recouvert des deux cotés d'étain et qu'il présente au moins une voie de courant formée, comme un i sandwich, par une étrolte couche d'un alliage de plomb-bismuth à bas point de fusion comportant 37 10de bismuth et 63 +10de plomb et par une autre -10 couche tout aussi étroite, se trouvant sur la couche précédente, se composant d'un noyau de plomb dur allié à 2 %1,5 d'antimoine avec une couche d'étain sur la face libre de chacune des couches, la première couche constituant !l t à 100 t de l'epais.,eur totale du conducteur chauffant et les couches d'étain représentant chacune 1 %t2 5 du noyau de plomb dur. Les pourcentages cités se rapportent au poids du noyau de plomb di La feuille chauffante formée selon l'invention se composant parti lement d'une feuille-sandwich remplit les conditions des éléments chauffant connus, sauf que la teneur en étain de la feuille chauffante a été réduite minimum, ce qui a entraîné de considérables économies de coûts. Par rapport la largeur totale des conducteurs chauffants des feuilles chauffantes connui au moins un trajet de courant du conducteur de la feuille chauffante ainsi formée est formé comme élément-fusible. De façon surprenante, il est apparu qu'une feuille chauffante ain! formée présente les qualités suivantes: a) La résistance de cette partie feuillesandwich équivaut a celle de la feuille chauffante sandwich connue se composant d'un alliage de 61,5 ' d'étain, de 37,7 t de plomb et de 0,8 t d'antimoine; b) Le côté fusible de sécurité de la feuille chauffante reste mai; tenu par la séparation par fusion des voies de courant du conducteur qui contiennent un alliage étain-plomb-antimoine. Cette feuille chauffante permet de remplacer le système relativem -et pour une autre part d'un alliage plomb-antimoine. C'est ainsi que l'idée de la présente invention dépasse la proposi tion connue jusqu'alors et remplace la feuille de 60/40 utilisée sur toute l largeur du conducteur chauffant par une étroite portion qui comprend au moir un trajet de courant du conducteur chauffant. La feuille chauffante est fabriquée de la façon suivante On choisit une feuille découpée en forme de méandre d'une longueur de 1 m et ayant des largeurs de bandes pour les trajets de courant du conduc teur de 5mm et des écartements de 3 mm. On peut y loger douze trajets du conducteur en alliage de base antimoine-plomb, quatre trajets du conducteur raccordant à ceux-ci comme trajets de fusible en alliage sandwich de la couc en alliage étain-plomb-antimoine ou en alliage plomb-bismuth et de l'autre couche se composant du noyau en plomb dur allié à de l'antimoine et de onze autres trajets du conducteur se raccordant à ceux-ci en alliage de base 2494 208 antimoine-plomb, ces trajets de courant formant les trajets de courant des feuilles chauffantes. En tout, on obtient ainsi vingt-sept bandes. La largeur totale de l'élément est de 213 mm. Pour l'alliage 61,5 % d'étain, 37,7 t de plomb et 0,8 t d'antimoine et une épaisseur de 13 l, la résistance est de 63,6 Ohm. Le grammage de cette feuille est de 112 g/m Une feuille chauffante sandwich connue (DE-PS 27 05 472) d'une résis- tance comparable a une épaisseur de 17 p et celle de l'alliage étainplomb- antimoine de 6,2 p. La résistance électrique de cette feuille est de 63,5 Ohm. Le grammage de cette feuille est de 172 g/m2 Par contre, la partie-sandwich de la feuille chauffante a une épais- seur de 17 p; les quatre trajets-fusibles ont une épaisseur de 10 p de l'allia- ge pratiquement eutectique étain-plomb-antimoine et de 7 p de l'alliage de base plomb-antimoine. L'ensemble de la partie-sandwich de la feuille chauffante a alors une résistance de 64,6 Ohm et un grammage de 183 g/m Ceci permet de dégrossir une telle feuille pour aboutir à l'ancienne épaisseur de 13 p comme pour la feuille chauffante connue en alliage étain- plomb-antimoine. Cependant, la résistance s'accroît de façon équivalente-, ce qui a pour conséquence de pouvoir loger la mîme puissance calorifique dans un espace plus petit. Ceci constitue un autre avantage de l'utilisation de la feuille chauffante conçue selon l'invention. L'exemple suivant explique l'invention Analyse chimique: Pour le conducteur chauffant fabriqué en alliage connu étain-plomb-antimoine, à raison de 61,5 % d'étain 37,7 % de plomb 0,8 % d'antimoine la feuillesandwich, d'après le brevet 27 05 472, a une analyse de 78,1 % de plomb 20,3 % d'étain 1,6 % d'antimoine. La partie-sandwich de la feuille chauffante a une analyse de 92,8 % de plomb ,3 % d'étain 1,8 % d'antimoine. Si l'on se base sur les prix suivants des composantes métalliques Plomb DM 1,20 par kg Etain- - DM 23,-- par kg Antimoine DM 5,-- par kg 249Z208 il en résulte, pour la composition de la feuille chauffante connue composée d'un alliage de 61,5 t d'étain, de 37,7 % de plomb et de 0,8 t d'antimoine, pour 100 kg, des frais totaux de 37,7 kg plomb DM 45,24 61,5 kg étain DM 1.414,50 0,8 kg antimoine DM 4,-- DM 1.463,74 Pour la feuille chauffante sandwich connue, on part d'un poids au m2 plus elevé de 53,6 %. Dans le même but, on a besoin de 120 kg plomb DM 143,95 31,2 kg étain DM 717,16 2,5 kg antimoine DM 12,29 DM 873, 40 De cette façon, on obtient une économie de couds de matériaux de DM 590,34 = 40,3 %. - Par contre, la partie-sandwich de la feuille chauffante nécessite un poids au m2 plus élevé de 63,4 % que celui de la feuille chauffante connue, notamment: 151,6 kg plomb DM 181,92 8,7 kg étain DM 200,10 2,9 kg antimoine DM 14,50 DM 396,52 Ceci constitue, par rapport à la feuille chauffante connue, une économie de DM 1.067,22 = 72,9 % et par rapport à la feuille chauffante en sandwich du brevet 27 05 472 une économie de DM 476,88 = 54,6 %. Il est évident qu'une telle feuille chauffante peut, de plus, être dégrossie pour aboutir à l'ancienne épaisseur de 13 i, comme la feuille chauffante connue en alliage étain-plomb-antimoine. Cependant, la résistance s'accroît de façon équivalente, ce qui a pour conséquence de pouvoir loger la mime puissance calorifique dans un espace plus petit. Ceci constitue un autre avantage de l'utilisation de la feuille chauffante conçue selon l'invention. 249Z208 La feuille chauffante conçue selon l'invention est illustrée à titre d'exemple sur les dessins ci-joints dans lesquels: - la figure 1 représente un système de chauffage se composant d'une feuille chauffante formee en forme de méandre, vue d'en haut; - la figure 2 représente une portion d'un seul trajet de courant du conducteur chauffant avec le noyau de plomb dur allié d de l'antimoine, vue graphique agrandie; - la figure 3 est une coupe verticale selon la ligne 111-111i de la figure 1; - la figure 4 représente une portion d'un seul trajet de courant du conducteur chauffant avec les deux couches en alliage étain-plomb-antimoine ou plombbismuth d'une part et le noyau de plomb dur allii à de l'antimoine d'autre part, vue graphique agrandie; - la figure 5 est une coupe verticale selon la ligne V-V de la figure 1; - la figure 6 représente une feuille chauffante composée de douze trajets de courant du conducteur chauffant avec le noyau de plomb dur allié t de l'antimoine, avec quatre trajets constitues en alliage sandwich et onze trajets avec noyau de plomb dur allié à de l'antimoine, vue d'en haut. Conmme le montrent les figures 1 et 5, la feuille chauffante désignée par 100 est composée en partie par une couche 15 constituée en un noyau de plomb dur allié à de l'antimoine 16 et en partie par deux couches du type sandwich 20 et 25, les couches 15, 20 et 25 étant contrecollées entre des feuilles de plastique 30, 31, constituées chacune par une feuille extérieure en polyester 30a et 31a et une feuille intérieure en polyéthylène 30b et 31b (figures 2 et 4). La feuille formant la feuille chauffante est découpée en forme de méandre, comme le montrent les figures 1 et 6. La feuille chauffante 100 présente plusieurs trajets de courant du conducteur, désignés par 110 et 120 (figure 1). Chaque trajet de conducteur 110 est formé par une étroite couche 15 constituée par un noyau de plomb dur 16 allié à de l'antimoine, recouvert des deux cotés par une couche d'étain 17 et 17a. Au moins un trajet-de conducteur de la feuille chauffante 100, désigné par 120, est du type sandwich et est formé par une étroite couche 20 cohstituée en alliage!tain-plomb-antimoine de 61,5 % d'étain, 37,7 % de plomb et 0,8 % d'antimoine ou en un alliage de plomb- bismuth à bas point de fusion de 37 -10de bismuth et de 63 A de plomb et par une autre couche tout aussi toie 25, se trouvant sur cette couche et10 par une autre couche tout aussi étroite 25, se trouvant sur cette couche et 249, 208 formee par un noyau de plomb dur allié à de l'antimoine 26. Les deux couches et 25 combinées 'l'une a l'autre à la façon d'un sandwich sont revttues des deux c8tés et sur le c8tA extérieur d'une couche d'étain 27, 27a. Les couches et 20a constituent 10 % à 100 % de l'épaisseur totale du conducteur chauf- fant. Les noyaux en plomb dur 16 et 26 sont alliAs à 2 d'antimoine. Les cou- ches d'étain 17,-17a et 27, 27a constituent chacune 1 t du noyau de plomb dur. La couche 20 est, de préférence, constituée par un alliage étain- plomb ayant un point de fusion inférieur à 200 C. Les couches 15 et 25 de la feuille-sandwich sont constituées par les noyaux de plomb dur 16 ou 26,également en forme de feuille. Le nombre des trajets de conducteur 120 constitués par la feuille- sandwich avec les deux couches 20 et 25 peut etre choisi librement. Par rap- port aux voies de conducteur 110, un trajet de conducteur 120 au moins (de la feuille chauffante) doit cependant 9tre constltué par la feuillesandwich avec les deux couches 20 et 25, étant donné que ce trajet de conducteur 120 forme l'élément-fusible de la feuille chauffante. Il est cependant également possible d'utiliser plusieurs trajets de courant de conducteur constitués par une feuille-sandwich avec les couches 20 et 25, comme le montre la figure 6. Pour cette forme de réalisation de la feuille chauffante, douze trajets de conducteur G10a, 11Ob, 110c, 110d, 110e, f, 110g, 110h, 110i, 110j, 110k, 1101 sont prévus, tous formés conformément au trajet 110. A ces trajets 110Oa a 1101 se joignent quatre trajets 120a, 120b, c, 120d constitués par l'alliage sandwich et correspondent au trajet 120. A ces trajets 120a a 120d se joignent à leur tour onze trajets 110m, 110o, 110p, 11Oq, 110r, 110s, 110t, 110Ou, 110v, 110w, 110x formes conformément aux trajets 110a i 1101, si bien que le conducteur chauffant représenté par la figure 6 présente vingt-sept trajets de courant. Les pourcentages des alliages cités ci-dessus se rapportent aux pourcentages en poids. à1s 2492208 REVENDICATIONS 1) Feuille chauffante comme système de chauffage pour le chauffage d'immeubles, constituée par un conducteur chauffant du type trajet de courant, a valeur spécifique de résistance par longueur définie, contrecollé entre deux feuilles de polyéthylène et de polyester, caractériséceen ce que le conducteur chauffant est formé par une étroite couche (19) constituée par un noyau en plomb dur (16) allié à 2% d'antimoine, recouvert des deux côtés par de l'étain (17, 17a) et présente au moins un trajet de courant (120) forme comme un sand- wich par une étroite couche (20) en alliage étain-plomb-antimoine comportant 61,5 %+17 d'étain, 37,7 t +6 de plomb et 0,8,1,2 d'antimoine et par une -6 -17 -0,5 autre couche, tout aussi étroite (25), se trouvant sur la couche précédente, se composant d'un noyau de plomb dur (26) allié à 2 % 41 d'antimoine avec -1,5 une couche d'étain (27,-27a) sur la face libre de la couche (20) et sur la face libre de l'autre couche (25), la couche (20) constituant 10 % à lon 1 de l'épaisseur totale du conducteur.chaoffant et les couches d'étain (17, 17a; 27, 27a) représentant chacune 1 %+205 du noyau de plomb dur. -0,5 2) Feuille chauffante comme système de chauffage pour le chauffage d'immeubles, constituée par un conducteur chauffant du type trajet de courant, à valeur spécifique de résistance par longueur définie, contrecollé entre deux feuilles de polyéthylène et de polyester, caractérisée en ce que le conducteur chauffant est formé par une étroite couche (19) constituée par un noyau en plomb dur (16) allié a 2 g d'antimoine, recouvert des deux cBtés par de l'étain (17, 17a) et présente au moins un trajet de courant (120) forme comme un sandwich par une étroite couche (20a) d'un alliage de plomb-bismuth à bas point de fusion comportant 37 t 10o de bismuth et 63 Sai0 de plomb et par une autre -10 couche tout aussi étroite, se trouvant sur la couche précédente, se composant d'un noyau de plomb dur (26) allié à 2 %4 d'antimoine avec une couche d'étain -1,5 sur la face libre de la couche (20a) et une couche d'étain sur la face libre de l'autre couche (25), la couche (20) constituant 10 % à 100 % de l'épaisseur totale du conducteur chauffant et les couches d'étain (17, 17a; 27, 27a) représentant chacune 1 20 5 du noyau de plomb dur. -0,5 3) Feuille chauffante selon la revendication 1, caractérisée en ce que les deux couches (20 ou 20a, 25) de la feuille-sandwich présentent la même résistance électrique. y 24 9 220 4) Feuille chauffante selon l'une des revendications précédentes 1 à 3, caractérisAe en ce que la couche d'alliage étain-plomb-antimoine est formee comme feuille d'une épaisseur de 5 à 30 microns. ) Feuille chauffante selon la revendication 2, caractérisée en ce que les deux couches (20 ou 20a, 25) de la feuille-sandwich présentent la meme résistance électrique. 6) Feuille chauffante selon les revendications 2 et 5, caractérisée en ce que la couche d'alliage plomb-bismuth est formée comme feuille d'une épaisseur de 5 à 30 microns.