Brevet FR2515914A3 — publié le 19830506

FR 2515914 A3 19830506 FR 8120383 A 19811030 La présente invention concerne une résistance chauffante pour appareil électrique de chauffage de l'air, tel qu'un radiateur ou un convecteur. Dans ces appareils de chauffage, la résistance constituée par un fil ou ruban en métal électriquement résistant, enroulé suivant des spires, est portéeà haute température et est en contact direct avec l'air quelle échauffe. Ce fil ou ruban électriquement résistant est supporté par un ou plusieurs éléments en matière élec triquement isolante et réfractaire à la chaleur, telle que l'amiante, le verre, la stéatite ou la samicanite. Ces éléments assurent par conséquent simultanément, les rôles de support mécanique et d'isolation électrique de la résistance. Les réalisations connues présentent de nombreux inconvénients. D'une part, les supports en matière réfractaire créent dans l'appareil de chauffage des zones mortes, mal refroidies par l'air, qui affectent le rendement thermique et la durée de vie du fil ou ruban résistant. D'autre part, la matière réfractaire de ces supports isolants est cassante et ne permet pas une mise en forme de la résistance après sa fabrication. De plus, l'emploi de tels matériaux exige une importante main-d'oeuvre ce gii geve le coût de fabrication de la résistance. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients des réalisations connues, en créant une résistance de chauffage, de construction simple, évitant la formation de zones froides, présentant ainsi un rendement thermique et une fiabilité accrue et pouvant s'adapter à toutes les formes désirées de l'appareil de chauffage. La résistance de chauffage visée par l'invention, comprend un fil ou ruban en métal électriquement résistant, enroulé suivant des spires et fixé à un support électriquement résistant. Suivant l'invention, cette résistance est caractérisée en ce que certaines des spires du fil ou ruban résistant sont reliées au support par une série de tiges métalliques espacées et en ce que ce support est constitué par un profilé de matière relativement souple et électriquement isolante s'étendant de façon sensiblement parallèle à l'axe d'enroulement du fil ou ruban électriquement résistant. Le fil ou ruban résistant est ainsi séparé du support thermiquement isolant, c'est-à-dire du profilé, par des tiges métalliques conductrices de la chaleur et de l'électricité. Ces tiges sont chauffées par conduction à partir de leur extrémité fixée au fil ou ruban résistant. Etant donné que ces tiges sont en contact avec l'air comme le fil résistant, le flux thermique est évacué par convection le long de ces tiges. Ainsi, toute zone froide ou chaude, au niveau des liaisons entre les tiges, le fil résistant et le profilé électriquement isolant, est évitée. De ce fait, il est possible, grâce à l'invention, d'augmenter la fiabilité du fil ou ruban résistant et d'utiliser pour le support de la résistance une matière non réfractaire, souple, c'est-à-dire non cassante, telle qu'une matière thermoplastique ou thermodurcissable souple, qui peut prendre toutes les formes désirées. Selon une version avantageuse de l'invention, les tiges métalliques sont régulièrement espacées le long de la résistance Ainsi, le fil résistant est supporté de façon régulière suivant sa longueur et le flux thermique s' écou- le de façon homogène entre ce fil et le profilé électriquement isolant. Les extrémités des tiges métalliques peuvent être fixées par sertissage respectivement aux spires et au profilé. Un tel mode de fixation est particulièrement commode et peu onéreux. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs: - la figure 1 est une vue partielle en plan d'une résistance conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe suivant le plan II-II de la figure 1; - la figure 3 est une vue en perspective partielle, d'une résistance conforme à l'invention, du type porc-épic? - la figure LI est une vue en plan d'une résistance circulaire, conforme à l'invention; - la figure 5 est une vue en plan d'une autre réalisation de la résistance conforme à l'invention. Dans la réalisation des figures 1 et 2, la résistance chauffante 1 destinée à équiper un convecteur ou un radiateur électrique comprend principalement un fil 2 en métal ou alliage électriquement résistant, tel qu'un alliage de nickel et de chrome. Ce fil 2 est enroulé suivant une hélice à spires non jointives autour d'un axe X-X'. Certaines des spires 3 du fil résistant 2 sont reliées à un profilé 4 s'étendant parallèlement à l'axe X-X' et à une certaine distance des spires 3, au moyen de tiges ou languettes métalliques 5 régulièrement espacées. Le profilé 4 est en une matière souple et électriquement isolante, telle qu'une matière plastique thermodurcissable. A titre d'exemple, les profilés 4 peuvent être en polyamide ou en polyester chargé de fibres de verre. Les tiges métalliques 5 peuvent être en n'importe quel métal facile à former. Il est préférable toutefois que ces tiges 5 soient en un métal suffisamment mauvais conducteur de la chaleur pour limiter le transfert de chaleur vers le support. Ces tiges 5 peuvent également être réalisées71e même métal ou alliage que le fil résistant 2. Dans l'exemple représenté sur les figures 1 et 2, les extrémités 5a, 5b des tiges 5 sont pliées et fixées par sertissage respectivement autour des spires 3 et autour du profilé 4. La distance D comprise entre les spires 3 du fil résistant 2 et le profilé 4 doit être suffisante pour que la température de ce profilé 4 ne dépasse pas celle admise par la matière qui le constitue. Cette distance D dépend de la température de service du fil résistant 2 et des conditions de ventilation. En général, cette distance D est de l'ordre du centimètre ou de quelques centimètres. La distance L comprise entre les tiges 5 n'est pas critique. Elle doit cependant être suffisante pour que le fil résistant 2 soit correctement supporte. Les tiges 5 situées aux extrémités opposées du fil résistant 2 portent une connexion 7 pour l'alimentation électrique de la résistance. Dans l'exemple des figures 1 et 2, le profilé 4 est une bande rectiligne de section rectangulaire dont la tranche 6 est dirigée vers l'axe X-X' des spires 3 du fil résistant 2. Cette disposition oppose le minimum de résistance au passage de l'air. Les effets techniques de la résistance que l'on vient de décrire sont exposés ci-après. La chaleur dégagée par le fil résistant 2 chauffe l'air qui l'environne. Les tiges 5 qui sont directement en contact avec le fil résistant 2 sont chauffées par conduction à partir de leur extrémité 5a qui est sertie sur les spires 3. Cependant, la quasi-totalité du flux thermique est évacuée par convection naturelle ou forcée et par rayonnement le long des tiges 5. Par conséquent, la température à l'extrémité 5b de ces tiges 5 est réduite à une valeur compatible avec la tenue thermique de la matière qui constitue le profilé 4. Ainsi, le mode de liaison par des tiges métalliques 5 de faible section entre le fil résistant 2 et le profilé 4 permet d'éviter toute zone anormalement ventilée chaude ou froide, susceptible d'affecter l'efficacité thermique de l'appareil équipé de la résistance. Par ailleurs, ce mode de liaison évite l'utilisation d'une matière isolante réfractaire et cassante et permet l'emploi pour le profilé 4 d'une matière souple et non cassante telle qu'une matière thermoplastique ou thermodurcissable souple qui peut être extrudée et courbée suivant le profil désiré de la résistance. Dans la réalisation de la figure 3, le fil résistant 8 présente des spires allongées 9 dont les orientations sont différentes les unes des autres, autour de l'axe d'allongement de la résistance. Ce type de résistance est désigné communément par résistance porcépic. Comme dans la réalisation précédente, les spires 9 de ce fil résistant 8 sont reliées à un profilé 10 en matière thermoplastique ou thermodurcis;ahle souple, par des tiges ou lamelles métalliques 11, régulierement espacées. La fixation de ces tiges 11 est également assurée'par sertissage autour des spires 9 et du profilé 10. Dans la réalisation de la figure 4, la résistance 12 présente un profil circulaire et elle est fixée à un anneau extérieur 13 en matière plastique souple, concentrique avec cette résistance, au moyen de tiges métalliques 14, régulièrement réparties autour de cette résistance. Des pinces 15 fixées à l'anneau 13, entre les tiges métalliques 14 permettent de rendre la résistance solidaire de l'appareil de chauffage, de section circulaire, non représenté. Cet exemple de réalisation, montre que l'utilisation d'un support 13 en matière souple, telle qu'une ou souple matière thermoplastique/thermodurcissable/permet de réaliser aisément des résistances de profil circulaire, ce qui était difficilement faisable dans le cas des matières réfractaires utilisées comme support dans les réalisations connues. Ainsi, grâce à l'utilisation d'un profilé ou d'un anneau de support en matière plastique souple, la résistance peut avoir une forme quelconque. Par ailleurs, la résistance conforme à l'invention fixée à un profilé souple en matière plastique, peut être réalisée aisément en continu, sur une machine automatique, ce qui était également difficilement concevable dans les réalisations connues. Dans le cas de la réalisation de la figure 5, les tiges 16 disposées entre le fil résistant 17 et la bande souple en matière électriquement isolante 18, sont constituées par des brins torsadés appartenant au fil résistant 17. Ces brins torsadés 16 maintiennent la bande 18 suffisamment écartée des spires du fil résistant 17. Bien entendu, l'invention ntest pas limitée aux exemples que l'on vient de décrire, et on peut apporter à ceux-ci de nombreuses modifications, sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, la liaison entre les tiges métalliques 5, 11, le fil résistant 2, 8 et les bandes 4, 10 peut être réalisée autrement que par sertissage, comme par exemple par soudage ou rivetage. Par ailleurs, la bande isolante 4, 10, 13 ou 18 peut faire partie de l'appareil de chauffage et même constituer le corps en matière plastique isolante de cet appareil. REVENDICATIONS 1. Résistance chauffante pour appareil électrique de chauffage de l'air comprenant un fil (2, 8, 12, 17) ou ruban en métal électriquement résistant, enroulé suivant des spires et fixé à un support électriquement isolant, caractérisée en ce que certaines de ces spires (3, 9) sont reliées au support par une série de tiges métalliques (5, 11, 14, 16) espacées, et en ce que ce support est constitué par un profilé (4, 10, 13, 18) en matière relativement souple et électriquement isolante, s'étendant de façon sentiement pa,adèie à l' axe d' enroulement du fil ou ruban électriquement résistant. 2. Résistance conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que les tiges métalliques (5, 11, 14, 16) sont régulièrement espacées. 3. Résistance conforme à l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le profilé (4, 10, 13, 18) est en matière thermoplastique ou thermodurcissable souple. 4. Résistance conforiie à l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les extrémités des tiges métalliques (5, 11) sont fixées par sertissage respectivement aux spires (3, 9) et au profilé (4, 10). 5. Résistance conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la distance (D) entre les spires (3) et le profilé (4) est suffisante pour que la température du profilé ne dépasse celle admissible pour la matière de ce profilé. 6. Résistance conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le profilé (4, 10, 18) est une bande souple. 7. Résistance conforme à la revendication 6, cette résistance étant sensiblement rectiligne, caractéri sée en ce que la tranche (6) de la bande (4) est dirigée vers l'axe (X-X') des spires (3). 8. Résistance conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6, cette résistance étant courbe, caractérisée en ce que le profilé (13) présente une courbure correspondant à celle de la résistance (12). 9. Résistance conforme à l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les tiges disposées entre les spires (17) et la bande (18) sont constituées par des brins de fil (16) appartenant au fil résistant, ces brins maintenant les spires à distance de la bande (18). 10. Résistance conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que les tiges (5) situées aux extrémités du fil ou ruban électriquement résistant (2) comportent une connexion(7) pour le raccordement électrique de la résistance.