Brevet FR2611106A3 — publié le 19880819

FR 2611106 A3 19880819 FR 8801750 A 19880215 La présente invention concerne un élément électrique chauffant en forme de plaque, qui comporte un conducteur produisant de la chaleur, des composants répartissant la chaleur et au moins une couche protectrice extérieure. Un élément chauffant de ce genre peut être utilisé comme un élément de chauffage de lit, y compris pour le chauffage de lits à eau, mais il existe cependant également de nombreuses autres applications intéressantes. Le problème essentiel, dont la solution est fournie par l'invention, peut se poser pour tous les types d'éléments chauffants, qui sont destinés à être mis en place relativement près d'organismes vivants, notamment d'êtres humains. Des éléments de chauffage de lits constituent un exemple typhique de tels éléments chauffants. On s'est rendu compte ces derniers temps que, en relation avec l'utilisation d'éléments électriques de chauffage de lits, de couvertures chauffantes et analogues, où des circuits et éléments électriques peuvent se trouver pendant assez longtemps à proximité d'un corps humain, il peut en résulter des inconvénients plus ou moins importants pour des personnes qui utilisent de tels dispositifs, par suite des champs magnétiques et éventuellement des champs électriques par lesquels de tels éléments sont entourés.Les impératifs intervenant à cet égard sont considérés comme des additifs essentiels à la fiabilité et à la sécurité nécessaires, notamment pour éviter des dommages électriques courants aussi bien que pour assurer une répartition nécessaire et autant que possible uniforme de la température sur la surface fournissant de la chaleur et - lorsqu''il s'agit d'éléments de chauffage de lits ordinaires et de lits à eau - une certaine flexibilité de l'élément. L'invention a pour but de créer une nouvelte construction d'un élément chauffant de ce genre, avec laquelle les impératifs définis ci-dessus soient satisfaits en combinaison et d'une manière optimale. I1 est particulièrement important que les inconvénients produits par des champs magnétiques et électriques autour de ces éléments électriques chauffants soient considérablement réduits ou meme complètement éliminés. L'invention est basée sur un élément chauffant du type défini ci-dessus, où les composants de répartition de chaleurcomportent au moins une feuille métallique cohérente qui est pourvue d'une rainure en forme de méandres recevant le conducteur produisant de la chaleur. Un tel élément électrique chauffant en forme de plaque a déjà été proposé par le passé et la présente invention peut être considérée comme un perfectionnement de celui-ci, principalement en vue d'eliminer les problèmes précités posés par les champs magnétiques et électriques. Une nouveauté et une particularité de l'élément chauffant conforme à l'invention consistent en premier lieu en ce que le conducteur générateur de chaleur comporte deux fils de résistance, qui sont reliés entre eux à une extrémité du-conducteur de telle sorte que le courant électrique qui s'écoule dans des directions opposées dans les deux fils de résistance du conducteur soit orienté dans des directions opposées. I1 est évident qu'une telle disposition des fils de résistance diffère sensiblement de ce qu'on trouve dans les cibles de chauffage classiques utilisés dans les buts et applications intéressantsà cet égard.Du fait que les deux fils de résistance sont placés à proximité très étroites l'un de l'autre et sont parcourus par des courants orientés en sens opposés, le champ magnétique résultant est fortement réduit et doit être considéré comme négligeable en grandeur et en influence globale. Une construction qui est basée sur la présente invention présente également l'avantage important d'une fabrication consommant très peu de matière et par conséquent relativement peu conteuse, ce qui vient s'ajouter aux autres avantages qui sont obtenus. Enfin, l'élément en forme de plaque conforme à l'invention est constitué de composants qui sont adaptés dans une large mesure à une ligne de fabrication continue et complètement automatique, ce qui est par conséquent rationnel. D'autres caracteristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence, dans la suite de la description, donnee à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la Figure 1 est une vue en plan schématioue d'un exemple de réalisation d'un élément chauffant conforme à l'invention, et la Figure 2 est une vue en coupe d'une réalisation de l'élément chauffant conforme à l'invention. La Figure 2 représente un élément chauffant 10 de profil relativement allongé, dont les bords longs ont été désignés par 1 et 2 et les bords courts par 3 et 4. Un câble chauffant 11 pour chauffage électrique par résistance est incorporé avec une forme de méandres. Comme cela va être expliqué de façon plus détaillée en relation avec la Figure 2, ce cible ou conducteur chauffant 11 comporte deux fils de résistance qui sont disposés de manière à conduire le courant électrique de chauffage, comme indiqué ci-dessus, dans des sens mutuellement opposés. Ce cible chauffant 11 est avantageusement doublement isolé. Le cible chauffant 11 est disposé entre les bords longs 1 et 2 avec une rangée de parties parallèles qui sont reliées alternativement entre elles d'un cté et de l'autre au moven de raccords d'extrémité, comme indiqué par exemple en 12A et 12B. Les deux fils de résistance du cabre 11 sont reliés entre eux (court-circuités) à une extrémité extérieure du câble, comme indiqué en 8 sur la Figure 1. Au point extrême opposé, désigné par 9, le câble chauffant 11 est relié à un conducteur d'alimentation 7, qui sort de l'élément chauffant par exemple par l'intermédiaire d'une prise 5. Au moyen de cette prise, l'élément chauffant peut être relié par exemple à une unité de commande et de régulation et à un réseau d'alimentation en courant. Dans l'hypothèse ou les matériaux qui interviennent par ailleurs dans la structure de l'élément chauffant 10 sont suffisamment flexibles, la forme représentée pour le câble chauffant 11 permet très bien la flexion de l'élément autour d'axes transversaux, de sorte que l'ensemble de l'élément peut être par exemple facilement enroulé sur lui-même dans sa direction longitudinale. Lors d'une telle flexion ou enroulement, le câble chauffant 11, qui est intrinsèquement comparativement rigide, subit simplement au total une torsion autour des parties rectilignes, ce que peut absorber sans difficulté la structure de cible. Une réalisation avantageuse de l'élément chauffant conforme à l'invention est représentée en détail sur la Figure 2, qui est une vue en coupe à échelle agrandie. La vue en coupe de la Figure 2 peut être considérée comme une coupe longitudinale d'un élément tel que celui de la Figure 1, les parties parallèles 21A, 21B et 21C du câble chauffant étant perpendiculaires au plan de coupe. Ces parties 21A,C du cible chauffant sont soutenues ou supportées par une feuille d'aluminium 22 dans laquelle sont formées des rainures pour les différentes parties du câble chauffant, comme indiqué par exemple en 20. Cette rainure a été ainsi représentée avec le même profil que le câble chauffant 11 de la Figure 1, d'un côté à l'autre et sur toute la longueur de la feuille métallique 22. La rainure 2 a sensiblement la même forme de section droite que le câble chauffant et elle a une profondeur correspondant à peu près au diamètre maximal du câble.En conséquence, les différentes parties du câble chauffant sont situées dans l'essentiel sur un cbté du plan qui est formé par les parties principales de la feuille 22, entre les différents brins de la rainure 20. Sur la feuille d'aluminium 22 est disposée une autre feuille d'aluminium 23 principalement plane, qui est reliée de façon étanche à la feuille 22 et de préférence également avec les surfaces du câble chauffant qui sont dirigées vers le côté ouvert de la rainure 20. I1 est également important d'éviter la formation de volumes d'air entre les feuilles 22 et 23 car l'objectif consiste à faire en sorte que l'évacuation de la chaleur s'effectue principalement au travers de la feuille 23, c'est-à-dire vers le haut sur la Figure 2. Dans la partie 21A du câble chauffant qui est placée dans la rainure indiquée en 20, il est prévu deux fils de résistance 211 et 212 qui sont placés l'un à coté de l'autre et dont le plan commun est sensiblement perpendiculaire au plan de l'élément chauffant. Le plan dans lequel sont situés les fils 211 et 212 définit également la direction du diamètre maximal dans la section allongée du câble 21A. Chaque fil de résistance comporte sa propre isolation 211A, 212A, avec une gaine isolante périphérique commune 29. Le contour de section droite de cette gaine est en majeure partie entouré par la feuille d'aluminium 22 précitée, qui forme la rainure 20 et des rainures correspondantes pour les autres parties du câble, comme les parties 21B et 21C. L'orientation indiquée de la section de câble ou de conducteur par rapport au plan principal de l'élément chauffant, au moins dans une zone entourant directement la rainure correspondante du câble, permet d'obtenir plusieurs avantages - en dehors de celui concernant la fonction pure. Dans de nombreux cas, des éléments chauffants de ce genre sont fabriqués avantageusement de manière à pouvoir être assez souples, notamment pour pouvoir être enroulés dans la direction longitudinale, comme indiqué ci-dessus. Le conducteur de chaleur à deux brins, relativement rigide, n'empêche cependant pas un tel enroulement lorsque les rainures sont disposées comme indiquées ci-dessus et comme le montre la Figure 2 des dessins. En relation avec ce qui a été précisé ci-dessus, il est évident que le câble chauffant ou le conducteur chauffant comporte une double isolation très avantageuse, ce qui peut avoir notamment une importance lorsque les feuilles métalliques 22 et 23 sont agencées pour une mise à la terre. Ce dernier agencement est intrinsèquement très avantageux et permet de réduire dans une proportion importante le risque de formation de champs purement électriques autour de l'élément chauffant. La réalisation de la rainure 20 dans la feuille métallique, notamment la feuille d'aluminium 22, doit être effectuée de telle sorte que la feuille ne soit soumise en aucun point à une diminution sensible d'épaisseur, qui pourrait rendre l'élément moins résistant pendant une longue période de service. Cette formation de la rainure peut être effectuée, par des procédés de formage connus, en plusieurs étapes, par pliage ou par flexion, de telle sorteque l'épaisseur de la feuille soit principalement conservée sans modification. Cela ne signifie pas que la feuille ne puisse pas être pliée dans certaines zones, par exemple comme une feuille double. Avec la feuille d'aluminium 22 utilisée ici, on obtient à partir du câble chauffant une très bonne répartition de la chaleur sur toute la surface de l'élé- ment chauffant car aussi bien la feuille 22 que la feuille 23 s'étendent sur toute cette surface, notamment à peu près jusqu'aux bords 1, 2, 3 et 4, comme le montre la Figure 1. Enfin, la Figure 2 met en évidence des reve- tements protecteurs 24 et 25 situés à l'extérieur des feuilles d'aluminium correspondantes 22 et 23, en étant liés de préférence avec une bonne adhérence aux feuilles. Les revêtements 24 et 25 peuvent être constitués par exemple d'une matière plastique électriquement isolante. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Elément électrique chauffant en forme de plaque, qui comporte un conducteur générateur de chaleur (11), des composants de répartition de chaleur et au moins un revetement protecteur extérieur (24, 25), les composants de répartition de chaleur comportant au moins une feuille métallique cohérente (22, 23) pourvue d'une rainure (20) en forme de méandres, recevant le conducteur générateur de chaleur (11, 21A-C), caractérisé en ce que le conducteur générateur de chaleur comporte deux fils de résistance (211, 212), qui sont reliés entre eux à une extrémité (8) du conducteur (11), de telle sorte que le courant électrique s'écoule dans des directions opposées dans les deux fils de résistance (211, 212). 2. Elément chauffant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conducteur (2 lA) a une section droite allongée, le plus long diamètre étant situé principalement dans le même plan que les deux fils de résistance (211, 2L2), et en ce que la section droite du conducteur est orientée dans la rainure (20) de telle sorte "' le lan précité soit orienté approximativement culairel.Ent au plan de l'élément chauffant environnant. 3. Elément chauffant selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le conducteur (21A) est doublement isolé (211A, 212A, 29). 4. Elément chauffant selon une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la ou les feuilles métalliques (22, 23) sont agencées pour une mise à la terre. 5. Elément chauffant selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, en dehors de la ou des feuilles métalliques (22, 23), il est prévu un revêtement électriquement isolant (24, 25), formé par exemple d'une matière plastique.