Brevet FR2624588A1 — publié le 19890616

DISPOSITIF DE CHAUFFAGE ELECTRIQUE D'UN LIQUIDE CALOPOR TEUR DANS UN RADIATEUR La présente invention concerne un dispositif de chauffage électrique d'un liquide caloporteur dans un radiateur comportant un corps de chauffe électrique et une chambre de dilatation à volume variable, plongée dans le liquide caloporteur à l'intérieur du radiateur pour compenser les variations thermiques du volume du liquide Les dispositifs de ce genre sont appliqués dans différents cas. On peut les prévoir dans des-radiateurs d'un circuit de chauffage d'une maison relativement grande afin de chauffer individuellement une ou plusieurs pièces sans mettre en service la chaufferie générale, qui fonctionnerait alors avec un rendement médiocre.On peut également les prévoir comme moyen principal de chauffage dans des cas où l'on est obligé de supprimer le circuit du liquide caloporteur (qui est généralement de l'eau). On perd alors lteffet du vase d'expansion associé au circuit et il faut prévoir une chambre d'expansion sur chaque radiateur. Le brevet français n" 2 517 031 décrit un dispositif de ce genre, dans lequel la chambre de dilatation est fixee au bouchon supérieur du radiateur et comporte une enveloppe sensiblement tubulaire dont la paroi latérale est rigide, mais possède une forme plissée en soufflet pour permettre des déformations longitudinales de la chambre par ltélast-lcité de cette paroi, tandis que l'air contenu dans la chambre communique avec l'extérieur par un petit orifice traversant le bouchon du radiateur. L'intérieur de la chambre se trouve donc à la pression atmosphérique. Cette réalisation maintient effectivement dans des marges assez étroites les variations de la pression du liquide pour autant que ledit orifice ne soit pas bouché. Elle a cependant des inconvénients au point de vue de la sécurité et de la durabilité, car l'enveloppe de la chambre, qui est renforcée et rigidifiée par inclusion de filaments métalliques pour empêcher l'écrasement total de la chambre par la pression du liquide, est soumise à des flexions alternées et répétées qui limitent sa durée de vie. D'autre part, n'importe quelle fuite d'eau dans cette chambre s'écoule directement à l'extérieur et peut provoquer des dégâts. Le raccordement de la chambre au bouchon peut également présenter des problèmes d'étanchéité. La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients, en fournissant un dispositif pourvu d'une chambre de dilatation dont la construction est très simple et dont le fonctionnement est particulièrement sûr. Dans ce but, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que la chambre de dilatation est complètement fermée et contient une quantité constante d'un gaz par exemple de l'air, et en ce que cette chambre est formée par une enveloppe étanche dont au moins une partie est souple de façon que la chambre puisse s'écraser et se regonfler. De préférence, la chambre de dilatation a une forme tubulaire. Son enveloppe peut être constituée par un tube souple scellé à ses deux extrémités, par exemple au moyen de bouchons rigides dont l'un peut être un bouchon fileté constituant également un bouchon du radiateur. Dans une autre forme de réalisation, I'enveloppe de la chambre de dilatation peut être simplement reliée par une attache à un bouchon du radiateur. L'invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante d'un exemple de réalisation, en référence au dessin annexé, dans lequel la figure I est une vue en coupe longitudinale d'un radiateur à eau équipé d'un dispositif selon l'invention, la figure 2 représente en coupe longitudinale une forme de réalisation de la chambre de dilatation faisant partie de ce dispositif, et la figure 3 représente en coupe longitudinale une autre forme de réalisation de la chambre de dilatation. En référence à la figure 1, un radiateur classique à eau 1, formé de plusieurs éléments verticaux accouplés de manière à être reliés à chaque élément adjacent par un orifice supérieur 2 et un orifice inférieur 3 pour le passage de lteau, est équipé d'un appareil de chauffage électrique 4, alimenté par un raccordement (non représenté) au réseau électrique et d'une chambre de dilatation 5.De manière connue, I'appàreil de chauffage 4 est monté à la place d'un bouchon inférieur du radiateur et il comporte un ou plusieurs corps de chauffe allongés 6 s'étendant à travers les orifices inférieurs 3 de plusieurs éléments du radiateur, de même qu'une sonde de température 7 reliée à un thermostat dans un boîtier extérieur de commande S. Grâce à cette disposition, I'eau chauffée par le corps de chauffe électrique 6 circule par thermosiphon dans le radiateur 1. La chambre de dilatation 5 a la forme d'une poche souple allongée qui est insérée à travers les orifices supérieurs 2 de plusieurs éléments du radiateur, au voisinage d'un bouchon 10 auquel elle est reliée dans ce cas par une attache Il qui peut être par exemple un fil souple. Cette poche est formée par une enveloppe souple et étanche qui renferme un volume déterminé d'air se trouvant sensiblement à la même pression que l'eau. Ainsi, une dilatation de l'eau résultant d'une augmentation de la température est compensée par une compression de l'air dans la chambre 5, avec une augmentation relativement faible de la pression dans le radiateur. Le phénomène inverses produit lors du refroidissement suivant. Bien entendu, le volume de la chambre 5 à froid doit être déterminé en fonction du volume d'eau contenu dans le radiateur, de manière à éviter une augmentation trop importante de la pression. Dans le présent exemple, on a représenté en trait continu des bouchons 12 et 13 qui ont été vissés respectivement sur l'entrée et la sortie du radiateur 1, lequel a ainsi été séparé du circuit d'eau dans lequel il se trouvait précédemment. Toutefois, le dispositif selon l'invention peut également être installé dans un radiateur raccordé à un circuit d'eau d'un chauffage central. Sur la figure 1, cette autre application est représentée en traits interrompus, par une conduite d'arrivée 14 équipée d'une vanne 15, et une conduite de sortie 16, I'eau circulant dans le sens des flèches quand l'installation de chauffage central fonctionne. La chambre de dilatation 5 peut avoir une forme quelconque adaptée aux formes intérieures du radiateur, notamment à celle des passages 2 dans la disposition illustrée en figure 1. On notera qu'elle a tendance à flotter dans l'eau, donc à libérer un passage de l'eau en dessous d'elle. Les figures 2 et 3 illustrent deux exemples de réalisation 5a et 5b de la chambre de dilatation 5, parmi de nombreuses formes possibles. Dans le cas de la figure 2, I'enveloppe souple de la chambre 5a est formée par un tube en matière synthétique souple 20, par exemple un élastomère synthétique du-type connu sous la marque "Néoprène". Ce tube est obturé à chaque extrémité par un bouchon 21 qui est scellé au tube de manière étanche et qui peut être fait de la même matière.Le volume d'air 22, emprisonné lorsqu'on ferme le tube à froid et à la pression atmosphérique, se trouvera toujours à une pression égale ou supérieure à la pression atmosphérique à l'intérieur du radiateur, de sorte que le tube 20 n'aura jamais à supporter une surpression intérieure et, au contraire, sera plutôt aplati par une sur pression extérieure de l'eau, puis se regonflera pour reprendre sa forme initiale quand cette surpression disparaîtra. Sa paroi n'est pas soumise à d'importants efforts de flexion alternés tels qu'il y en a dans les parois plissées en accordéon. Au contraire, elle est de préférence mince et souple car elle fonctionne comme une simple membrane. La section du tube 20 peut avoir une forme circulaire, polygonale, ovoïde ou toute autre forme appropriée. Dans l'exemple de la figure 3, la chambre 5b est formée par un tube souple en matière synthétique 30 dont une extrémité est scellée par un bouchon rigide en matière synthétique 31, tandis que son autre extrémité est fixée de manière étanche par emboîtement sur un embout lisse 32 d'un bouchon métallique fileté 33 servant de bouchon du radiateur, à la place du bouchon 10 illustré en figure 1. Le tube 3Q est fixé sur l'embout 32 au moyen d'un collier de. serrage 34. On remarque qu'une telle chambre ne présente aucun problème d'tanchéité vis à vis de l'extérieur. D'autre part, sa mise en place est particulièrement aisee. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits ci-dessus, mais s'étend à toutes- modifications ou variantes évidentes pour un homme du métier. En particulier, le dispositif selon l'invention s'applique non seulement à des radiateurs à eau, mais également à des radiateurs contenant de l'huile ou un autre liquide caloporteur, dans lesquels elle permet d'éviter les bruits de bulles qui se produisent dans les radiateurs où l'on laisse un certain volume d'air en contact avec le liquide pour permettre la dilatation de celui-ci. Revendications 1. Dispositif de chauffage électrique d'un liquide caloporteur dans un radiateur comportant au moins un corps de chauffe électrique et une chambre de dilatation à volume variable, plongée dans le liquide caloporteur à l'intérieur du radiateur pour compenser les variations thermiques du volume du liquide, caractérisé en ce que la chambre de dilatation (5) est complètement fermée et contient une quantité constante d'un gaz (22), et en ce que cette chambre est formée par une enveloppe étanche dont au moins une partie (20, 30) est souple, de façon à ce que la chambre puisse s'écraser et se regonfler. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la chambre de dilatation (5a, 5b) a une forme tubulaire. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'enveloppe de la chambre de dilatation est constituée par un tube souple (20, 30) scellé à ses deux extrémités. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque extrémité du tube est scellée au moyen d'un bouchon rigide (31, 33). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'un des bouchons est un bouchon fileté (33) constituant également un bouchon du radiateur. 6. Dispositif selon l'une des revendications I à 4, caractérisé en ce que l'enveloppe de la chambre de dilatation (5) est reliée à un bouchon (10) du radiateur par une attache (11). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie souple (20j 30) de l'enveloppe est en élastomère.