Brevet FR2570809A1 — publié le 19860328

La présente invention concerne un instrument chauffant à accumulation de chaleur tel, qu'un fer à souder ou un sèche-cheveux par exemple. On sait que les fers à souder classiques comportent une résistance chauffante bobinée autour du tube qui revoit la panne. Un matériau isolant tel que du mica doit être interposé entre le tube et la résistance chauffante et nuit au passage de la chaleur de cette résistance vers la panne. Par ailleurs ces fers comportent un cordon d'alimentation électrique qui oppose une résistance gênante pour l'utilisateur et risque en outre d'être brûlé par-la panne. On a déjà proposé pour remédier aux inconvénients du cordon d'alimentation, de stocker l'énergie électrique dans des batteries, par exemple cadmium/nickel. Mais ces batteries sont coûteuses, nécessitent une alimentation électrique, un transformateur moyenne tension/basse tension et un pont redresseur pour leur chargement, et ont un temps de recharge de plusieurs heures. La présente invention vise à fournir un instrument chauffant, tel qu'un fer à souder ou un sèche-cheveux n'utilisant ni cordon d'alimentation ni batterie. A cet effet, l'invention a pour objet un instrument chauffant, caractérisé par le fait qu'il comprend une enveloppe tubulaire externe entourant une enveloppe tubulaire interne en délimitant avec cette dernière un espace annulaire, deux pièces annulaires d'extrémité pour fermer de fanon étanche ledit espace annulaire, et un matériau fusible à une température supérieure à la température ambiante à l'intérieur dudit espace annulaire, des moyens de chauffage étant prévus pour provoquer la fusion dudit matériau fusible préalablement à l'utilisation de l'instrument. L'énergie est par conséquent emmagasinée directement sous forme thermique, par l'intermédiaire de la chaleur latente de fusion du matériau fusible. Par ailleurs, les moyens de chauffage peuvent ne pas être dés moyens électriques et sont de toutes manières indépendants de l'instrument qui est donc autonome. Enfin, l'espace central intérieur à l'enveloppe interne peut être utilisé pour la fixation d'une panne de fer à souder, d'un outil à couper les matières plastiques, d'un outil de pyrogravure ou autre, ou encore laissé libre pour le passage d'air, dans le cas d'un sèche-cheveux par exemple Dans un mode de réalisation particulier, les extrémités axiales des enveloppes interne et externe sont engagées dans des rainures d'étanchéité annulaires formées dans les pièces d'extrémité. Dans le cas où l'on souhaite réaliser la fusion du matériau fusible par effet joule, lesdites pièces d'extrémité sont réalisées dans un matériau isolant électriquement ou sont isolées électriquement d'au moins une des enveloppes tubulaires, lesdites enveloppes tubulaires sont réalisées dans un matériau électriquement conducteur, ledit matériau fusible est un matériau conducteur, et des moyens de connexion électrique sont prévus pour connecter lesdites enveloppes à une source de courant électrique. Le courant électrique est par conséquent transmis d'un moyen de connexion à l'autre par l'intermédiaire d'une des enveloppes tubulaires, du matériau fusible et de l'autre enveloppe tubulaire. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, une bague tubulaire est disposée entre les deux enveloppes tubulaires pour former une résistance électrique de valeur prédéterminée entre la partie du matériau fusible située entre l'enveloppe externe et la bague, et la partie- du matériau fusible située entre l'enveloppe interne et la bague. Cette bague permet d'ajuster la résistance électrique de l'ensemble constitué par les deux enveloppes tubulaires et le matériau fusible de manière à éviter d'utiliser un transformateur pour la phase de chauffage de l'instrument. L'invention a également pour objet un support de recharge pour un instrument chauffant tel que décrit ci-dessus, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens d'alimentation électrique susceptibles de venir en contact électrique avec lesdits moyens de connexion électrique, et un interrupteur pour fermer le circuit d'alimentation électrique en coopérant avec un ergot solidaire dudit instrument chauffant. Par conséquent, dès que l'instrument est posé sur son support, le circuit d'alimentation électrique est fermé par l'interrupteur et le matériau fusible est chauffé par effet joule. L'interrupteur permet d'éviter que le circuit soit fermé par inadvertance sur un corps conducteur quelconque autre que l'instrument. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, l'une des pièces annulaires d'extrémité est agencée pour former un siège pour une cartouche de fluide combustible sous pression. Dans ce cas, la cartouche est mise en contact avec cette pièce d'extrémité de manière à provoquer l'échappement du fluide combustible qui est mis à feu dans l'espace intérieur à l'enveloppe interne et provoque ainsi la fusion du matériau fusible. Dans un autre mode de réalisation, l'espace intérieur à l'enveloppe interne est agencé pour recevoir une cartouche chimique exothermique. La chaleur dégagée par la cartouche chimique est alors directement transmise au matériau fusible par l'intermédiaire de l'enveloppe interne. Bien entendu les trois modes de réalisation de chauffage par effet joule, par cartouche de fluide combustible, ou par cartouche chimique, peuvent avantageusement être combinés sur le même appareil pour permettre d'assurer sa mise en service dans toutes les situations. Dans le cas où l'appareil chauffant selon l'invention est destiné à être utilisé comme fer à souder, on choisira de préférence un matériau fusible à une temperature de fusion comprise entre 2950C et 450 C. On décrira maintenant à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation particulier de l'invention en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue partielle en coupe axiale d'un instrument chauffant selon l'invention, et -- les figures 2, 3 et 4 représentent trois modes de chauffage possibles pour l'appareil de la figure 1. Cet appareil comporte un carter extérieur en deux parties dont une partie 1 entoure les organes chauffants de l'appareil alors que l'autre partie 2 sert de poignée. Les parties 1 et 2 sont articulées autour d'un axe 3 pour des raisons qui seront exposées ci-après. Une enveloppe tubulaire externe 4 et une enveloppe tubulaire interne 5 sont montées dans deux pièces annulaires d'extrémité, à savoir une pièce extérieure 6 et une pièce intérieure 7. Les pièces 6 et 7 comportent des rainures annulaires 8 permettant d'assurer l'étanchéité des liaisons entre les enveloppes 4 et 5 d'une part et les pièces 6 et 7 d'autre part. Une bague annulaire 9, réalisée par exemple dans un matériau conducteur, dans une céramique poreuse, ou dans une matière synthétique isolante électriquement, munie de trous 10, sépare en deux cavités 11 et 12 l'espace annulaire compris entre les enveloppes 4 et 5. Dans les cavités 11 et 12 est disposé un matériau solide à la température ambiante. Les pièces d'extrémité 6 et 7 et l'enveloppe interne 5 délimitent un conduit cylindrique 13 débouchant du côté de la pièce 7 de manière à former un siège 14 dont la fonction sera décrite ci-après. Enfin, un ergot 15 est monté sur le carter extérieur et un contact électrique 16, constitué par exemple par un bilame, connecte électriquement la partie 1 du carter à l'enveloppe externe 4. L'appareil 17, selon l'invention, est représenté à la figure 2 muni d'une pièce de contact électrique 18 engagée dans le conduit 13, qui peut par exemple être constituée par une panne de fer à souder. Sur cette figure 2, l'appareil 17 est sur le point d'être posé sur un support désigné généralement par 19 et comportant deux points de contact électrique 20 et 21 destinés à supporter respectivement la panne 18 et le carter de l'appareil. En outre, un interrupteur bipolaire 22 relié à une source de courant électrique par un cordon d'alimentation 23 est prévu pour coopérer avec l'ergot 15 lorsque l'instrument 17 est posé sur le support 19. Lorsque l'ergot s'engage dans l'interrupteur 22, celui-ci ferme le circuit électrique qui est ainsi constitué par le support 20, la panne 18, l'enveloppe interne 5, le matériau fusible situé dans la cavité 11, la bague 9, le matériau fusible situé dans la cavité 12, l'enveloppe externe 4, la lame 16, la partie 1 de carter, et le support 21. Il se produit alors un courant électrique qui dégage par effet joule de la chaleur dans le matériau fusible de manière à faire fondre celui-ci. Le matériau de la bague 9 ainsi que la dimension des ouvertures qui y sont éventuellement réalisées, -sont choisis de manière à obtenir la chute de potentiel souhaitée dans le circuit précité, de sorte que le support 19 peut être directement- raccordé à la moyenne tension sans interposition de transformateur. Le bilame 16 est agencé de telle sorte que, lorsque la température atteint un certain seuil, il coupe-ce ciruit électrique, ce qui assure la sécurité de fonctionnement de l'appareil. En variante, le bilame peut être situé sur le support 19, par exemple au niveau des contacts 20 ou 21. La figure 3 montre que, lorsque la partie de carter 2 est pivotée par rapport à la partie de carter 1, elle donne accès au siège 14 sur lequel peut être appliqué l'orifice d'une cartouche 24 de fluide combustible sous pression. Ce fluide étant libéré, il s'écoule dans le conduit 13 où il est mis à feu pour provoquer l'échauffement et la fusion du matériau fusible contenu dans les cavités 11 et 12. Dans la figure 4, une cartouche chimique exothermique 25, est sur le point d'être introduite dans le conduit 13 pour y être amorcée. Après cet amorçage, la cartouche 25 dégagera de la chaleur qui provoquera également la fusion du matériau fusible contenu dans les cavités 11 et 12. La cartouche 25 peut d'ailleurs comporter un prolongement formant la panne du fer à souder, afin d'éviter la nécessité de remplacer cette cartouche par une panne indépendante lors de l'utilisation. L'appareil 17 selon l'invention peut par conséquent être utilisé même si l'on ne dispose pas à proximité de source d'énergie électrique à laquelle connecter le support 19. Le matériau fusible utilisé dans les cavités 11 et 12 est choisi de manière à avoir une température de fusion dans la gamme de température souhaitée pour chauffer l'outil inséré dans le conduit 13 ou l'air traversant ce conduit. A titre d'exemple, dans le cas de l'application de cet appareil à un fer à souder, on pourra choisir un matériau ayant une température de fusion comprise entre 2950C et 4500C, tel que du zinc ou halogénure d'argent. On choisira de préférence un matériau ne se sublimant pas, ne présentant pas de risques d'explosion ni de toxicité, ne réagissant pas avec l'enveloppe, et ne se décomposant pas à la température de fonctionnement. Enfin, on choisira également de préférence un matériau fusible ayant une forte chaleur latente de fusion afin d'augmenter l'autonomie de l'appareil. Bien entendu diverses variantes et modifications peuvent être apportées à la description ci-dessus sans sortir pour autant du cadre ni de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Instrument chauffant, caractérisé par le fait qu'il comprend une enveloppe tubulaire externe (4) entourant une enveloppe tubulaire interne (5) en délimitant avec cette dernière un espace annulaire, deux pièces annulaires d'extrémité (6,7) pour fermer de fanon étanche ledit espace annulaire, un matériau fusible à une température supérieure à la température ambiante à l'intérieur dudit espace annulaire, des moyens de chauffage (23,24,25) étant prévus pour provoquer la fusion dudit matériau fusible préalablem#ent à l'utilisation de l'instrument. 2. Instrument chauffant selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdites pièces d'extrémité sont réalisées dans un matériau isolant électriquement ou sont isolées électriquement d'au moins une des enveloppes tubulaires, que lesdites enveloppes sont réalisées dans un matériau électriquement conducteur, que ledit matériau fusible est un matériau conducteur, et que des moyens de connexion électrique (1,16,18) sont prévus pour connecter lesdites enveloppes à une source de courant électrique. 3. Instrument chauffant selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comprend une bague tubulaire (9) disposée entre les deux enveloppes tubulaires pour former une résistance électrique de valeur prédéterminée entre la partie du matériau fusible située entre l'enveloppe externe et la bague et la partie du matériau fusible située entre l'enveloppe interne et la bague. 4. Support de recharge pour un instrument chauffant selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens d'alimentation électrique (20,21) susceptibles de venir en contact électrique avec lesdits moyens de connexion électrique, et un interrupteur (22) pour fermer le circuit d'alimentation électrique en coopérant avec un ergot (15) solidaire dudit instrument chauffant. 5. Instrument chauffant selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'une des pièces annulaires d'extrémité (7) est agencée pour former un siège (14) pour une cartouche (24) de fluide combustible sous pression. 6. Instrument chauffant selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 et 5, caractérisé par le fait que l'espace intérieur à l'enveloppe interne est agencé pour recevoir une cartouche chimique exothermique (25). 7. Instrument chauffant selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, 5 et 6, caractérisé par le fait que le matériau fusible a une température de fusion comprise entre 2950C et 4500C. 8. Instrument chauffant selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 et 5 à 7, caractérisé par le fait que les extrémités axiales des enveloppes interne et externe sont engagées dans des rainures d'étanchéité annulaires (8) formées dans les pièces d'extrémités.