Brevet FR2616002A1 — publié le 19881202

La présente invention concerne la conception d'une résis- tance électrique chauffante souple, destinée aux chauffages par plaquages extérieurs de capacités, blocs métalliques etc..., ou par immersion directe de liquides, réalisée à partir d'un feuil- lard d'alliage résistif gravé et encapsulé par l'intermédiaire d' un adhésif entre deux trames de tissu de verre, enduites de POLYTETRAFLUOROETHYLENE (PTFE), formant ainsi après conformation un ensemble étanche, flexible et unique. La technologie habituelle des résistances souples consiste à inclure, entre deux films électriquement isolants de.type polyester, polyimide, tissu silicone ou autres feuilles plastiques collables ou polymérisables, un fil, un ruban ou un feuillard métal- lique gravé dans lequel le passage d'un courant électrique donne lieu à un effet joule. Ces résistances sont limitées à des applications restreintes du fait même des caractéristiques des matériaux utilisés. - mauvaise tenue des polyesters-aux températures élevées. - reprise d'humidité des polyimides risquant d'entraîner un cloquage à la mise en service de résistance de puissance surfacique importante. - fragilité mécanique des matériaux non armés. - sensibilité chimique des silicones à certains produits (par exemple lors du rechauffage de fûts d'hydrocarbures). - souplesse très relative des tissus silicones et donc dif- ficilement conformables sur des rayons de très faible valeur. De ce fait, nombre d'applications industrielles restent inac- cessibles à ces résistances souples présentant pourtant de réels in- térêts quant à leur mise en oeuvre et à leur homogénéité de trans- fert thermique. La présente invention a donc pour objectif de combler ces lacunes en définissant une résistance électrique chauffante.souple, capable à la fois: - d'avoir d'excellentes propriétés diélectriques. - de tenir à des températures supérieures à 2000 C. -en usage continu. - d'éviter de cloquer (conduisant à la formation de bulles) soit par emprisonnement d'eau ou d'humidité lors de sa fabrication, soit par reprise d'humidité à froid par le matériau lui-même. 1../... - 2 - - d'être étanche et donc directement immergeable. - de résister aux manipulations industrielles pouvant con- duire à des sollicitations mécaniques importantes, telles que: - tractions. - déchirures. - perforations. - plissage. - cisaillements, flexions, etc.... - d'être chimiquement inerte à la plupart des agents chimi- ques. - d'être antiadhésif, afin d'éviter tout entartrage de sa surface de chauffe préjudiciable à sa tenue en température. - d'être très mince afin de limiter le gradient thermique entre l'émetteur résistif et la surface émettrice. - d'être très souple afin d'améliorer le contact et ainsi le transfert thermique entre la surface émettrice et la pièce à chauf- fer lorsque celle-ci possède des formes complexes. - d'être, selon une variante, rendue auto-adhésive sur 1' une de ses faces externes, afin d'optimiser l'échange thermique et de solutionner sa fixation sur un support incliné, inversé, vertical. La résistance souple selon l'invention, gr!âce'à la combinai- son de différents matériaux répond à ces critères. La résistance comprend en effet: - un feuillard d'alliage résistif gravé. - une enveloppe constituée d'une trame de tissu de verre lui conférant ainsi une excellente tenue aux sollicitations mécaniques: - tractions. - cisaillements. - flexions. - déchirures. - perforations. - plissage etc.... - cette enveloppe de tissu de verre est enduite de PTFE (POLYTETRAFLUOROETHYLENE) conférant à l'ensemble: - une inertie à la plupart des agents chimiques. - une absorption en humidité proche du zro, évitant ainsi le risque de cloquage. - une tenue aux températures de - 70 C à + 205 C en contin acceptant des températures intermittentes de + 260 C. -3- - aucun risque d'entartrage de la surface de chauffe. Cette enveloppe tissu de verre enduite de PTFE, parce que très mince limite le gradient thermique entre l'émetteur résistif et la surface émettrice et parce que très souple permet d'épouser aisément des pièces complexes, d'o une parfaite homogénéité de chauffe. Le feuillard d'alliage résistif est encapsulé entre ces deux trames tissu de verre enduite de PTFE, par l'intermédiaire d'un adhé- sif silicone, qui d'une part grâce à ces propriétés confère à la ré- sistance d'excellentes propriétés diélectriques, d'autre part, permet un ensemble étanche et donc directement immergeable. Selon un procédé de fabrication préférentiel, -.à partir d'une trame de tissu de verre enduite de PTFE, dénaturalisée sur l'une de ses faces par un traitement chimique pour la rendre collable, on dépose l'adhésif silicone. - le feuillard d'alliage résistif est ensuite complexé sur la partie adhésive de la trame de tissu de verre enduite de PTFE. - le feuillard résistif peut être gravé ensuite selon les techniques de fabrication des circuits imprimés. - une fois gravé, on dépose sur le feuillard résistif, la face adhésive en silicone d'une deuxième trame tissu de verre enduite de PTFE. - les connections sont isolées par un surmoulage (qui peut *être en PTFE) sur le corps de l'enveloppe. - selon une variante, une des faces externes de la résistance chauffante souple, peut être autocollante afin d'optimiser l'échange thermique-et d'améliorer la mise en place et son maintien en position. - selon une variante, des capteurs de températures (thermo- couples, thermistances etc...) peuvent être intégrés' 30. Soit entre deux boucles de'la piste chauffante, afin de con- trôler la température au coeur de l'élément. Soit collés sur une face extérieure afin de contrôler la tem- pérature de peau. La résistance chauffante électrique souple selon l'invention grâce à son inertie chimique, son enveloppe armée anti-adhérente souple et sa capacité de watt élevée est particulièrement destinée pour: - tous chauffages de liquides, matières pulvérulantes ou 2616.002 - 4 - gazeuses par plaquage de surfaces extérieures de capacités etc.... - tous chauffages de solides par plaquages extérieurs, ou par montages de type sandwich, vessie pack etc.... - chauffages de liquides corrosifs ou entartrants par immer- sion directe. - chauffages infra-rouge basses températures. - chauffage de lits fluidisés etc... -5 REVENDICATIONS 1) Résistance électrique chauffante souple destinée aux chauffages par plaquage extérieur de capacités, blocs métalliques etc... ou par immersion directe de liquides, caractérisée en ce qu'elle comporte un feuillard de métal résistif gravé, encapsulé par l'intermédiaire d'un adhésif silicone entre deux trames tissu de verre enduites de POLYTETRAFLUOROETHYLENE (PTFÉ). 2) Résistance électrique chauffante souple selon la revendi- cation "1" caractérisée par un feuillard d'alliage résistif gravé. 3) Résistance électrique chauffante souple selon la revendica- tion "1" ou la revendication "2" caractérisée par une enveloppe cons- tituée d'une trame de tissu de verre. 4) Résistance électrique chauffante souple selon la revendica- tion "1" ou la revendication "3", caractérisée en ce que cette enve- loppe de tissu de verre est enduite de POLYTETRAFLUOROETHYLENE (PTFE) 5) Résistance électrique chauffante souple, selon l'une quel- conque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le feuillard d'alliage résistif est fixé sur ces trames de tissu de verre enduite de POLYTETRAFLUOROETHYLENE par l'intermédiaire d'un adhésif. - 6) Résistance électrique chauffante souple selon l'une quel- conque des revendications précédentes caractérisée en ce que l'une de ses faces externes peut être autocollante. 7) Résistance électrique chauffante. souple selon l'une quel- conque des revendications précédentes caractérisée en ce que les con- nections sont isolées par un surmoulage sur le corps de l'enveloppe. 8) Résistance électrique chauffante souple selon l'une quel- conque des revendications précédentes caractérisée en ce que des capteurs de température peuvent être intégrés, soit entre deux boucle. de la piste chauffante, soit sur une face extérieure.