Brevet FR2723285A1 — publié le 19960202

ELEMENT CHAUFFANT BLINDE SILENCIEUX La présente invention se rapporte au domaine des éléments chauffants et plus particulièrement au domaine des éléments chauffants blindés. L'invention concerne la conception et la configuration d'éléments chauffants blindés destinés à être montés dans tous types d'appareils par exemple électroménagers. L'invention concerne notamment des éléments chauffants blindés ne générant pas de bruits de fonctionnement lorsqu'ils sont alimentés. Ce problème a déjà été posé dans l'art antérieur, et est connu par l'intermédiaire du phénomène de magnétostriction. En effet l'utilisation d'un matériau ferritique pour fabriquer des tubes pour éléments chauffants blindés, génère des vibrations lorsque le bobinage interne au tube est alimenté électriquement par un courant électrique alternatif. La variation du champ magnétique dans le tube, génère des vibrations à des fréquences audibles. Ces dernières peuvent être amplifiées par le support sur lequel sont montés les éléments chauffants blindés. Il est donc connu, d'utiliser des métaux ou alliages austénitiques pour réaliser des tubes pour éléments chauffants blindés. De tels matériaux austénitiques ne sont pas sujets au phénomène de magnétostriction. L'inconvénient que présente l'utilisation de matériaux austénitiques pour réaliser des éléments chauffants blindés est essentiellement leur coût. Des traitements spécifiques et très coûteux doivent être effectués sur certains métaux ou alliages pour que ces derniers présentent les propriétés austénitiques. L'objet de la présente invention vise à réaliser des éléments chauffants blindés à partir de matériaux ferritiques, tout en évitant le phénomène de magnétostriction. Un autre objet de l'invention vise à réaliser des éléments chauffants blindés permettant d'annuler le champ magnétique généré à l'intérieur de l'élément chauffant blindé. Un objet supplémentaire de la présente invention vise à réaliser des éléments chauffants blindés dont le coût de fabrication est diminué. Les objets assignés à la présente invention sont atteints à l'aide d'un élément chauffant blindé, constitué d'un tube métallique dans lequel sont agencés au moins un filament résistif s'étendant selon l'axe x-x' du tube métallique, ainsi qu'un matériau assurant l'isolation électrique et la transmission thermique du filament résistif vers le tube métallique, caractérisé en ce que le tube métallique est constitué d'un matériau ferritique dans lequel le filament résistif est associé à des moyens, permettant d'annuler le champ magnétique généré par un courant électrique I circulant dans le filament résistif. Les caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux, à la lecture de la description donnée ci-après, en références aux dessins donnés à titre d'exemples non limitatifs et dans lesquels: - La figure 1 représente une vue en perspective et partiellement en coupe d'un élément chauffant blindé conforme à l'invention. - La figure 2 représente un exemple d'enroulement d'un filament résistif à l'intérieur d'un élément chauffant blindé conforme à l'invention. - La figure 3 représente une variante de réalisation du filament résistif conforme à l'invention. L'élément chauffant blindé 1 tel que représenté à la figure 1, par exemple, comporte un tube métallique 2 définissant un volume interne 3 dans lequel est agencé un filament résistif 4. Le volume interne 3 est en outre rempli d'un matériau assurant l'isolation électrique et la transmission thermique du filament résistif 4 vers le tube métallique 2. Le volume interne 3 est avantageusement rempli de magnésie, alors que le tube métallique 2 est avantageusement constitué d'un matériau ferritique. Les tubes métalliques 2 sont en général réalisés en acier inoxydable présentant des propriétés ferritiques, c'est à dire une structure atomique de base correspondant à une structure cubique centrée. En revanche une structure austénitique correspond à une structure atomique cubique à faces centrées. L'utilisation d'un matériau ferritique pour réaliser les tubes métalliques 2 soumet l'élément chauffant blindé 1 aux effets magnétostrictifs. En effet l'alimentation du filament résistif 4, lequel forme une bobine à l'intérieur du tube métallique 2 génère un champ magnétique dont la direction des lignes de champ est parallèle à l'axe x- x'. Les lignes de champ se referment dans le tube métallique 2. La variation du champ magnétique dans le tube métallique 2, est directement liée au caractère alternatif de l'alimentation électrique et provoque des vibrations audibles. Ces dernières s'avèrent gênantes lors d'utilisations prolongées d'appareils sur lesquels sont agencés des éléments chauffants blindés 1 ne disposant pas de moyens pour annuler le champ magnétique ainsi généré. Ainsi l'élément chauffant blindé 1, conforme à l'invention est associé à des moyens permettant d'annuler le champ magnétique généré par un courant électrique circulant dans le filament résistif 4. Selon un exemple de réalisation d'un élément chauffant blindé 1 conforme à l'invention et représenté à la figure 1, les moyens permettant d'annuler le champ magnétique sont constitués par un filament résistif supplémentaire 5, bobiné à l'intérieur du tube métallique 2 et générant un champ magnétique opposé au champ magnétique généré par le filament résistif 4. Le champ magnétique est donc globalement nul à l'intérieur de l'élément chauffant blindé 1. Avantageusement le filament résistif supplémentaire 5 est bobiné selon l'axe x-x' dans le tube métallique 2, et de préférence concentriquement au filament résistif 4. Il est évident que pour annuler le champ magnétique à l'intérieur de l'élément chauffant blindé 1, le sens des enroulements constitutifs du filament résistif 4 et du filament résistif supplémentaire 5 a une importance et doit être considéré en combinaison avec les alimentations électriques. Différents cas sont envisageables pour annuler le champ magnétique à l'intérieur de l'élément chauffant blindé 1. En effet le filament résistif supplémentaire 5, est alimenté en opposition de phase par rapport au filament résistif 4, dans un exemple de réalisation dans lequel les enroulements successifs du filament résistif 4 et du filament résistif supplémentaire 5 sont effectués dans le même sens. Dans une variante de réalisation de l'élément chauffant blindé 1 conforme à l'invention, le filament résistif 4 et le filament résistif supplémentaire 5 sont reliés en série. Dans une telle configuration, les enroulements du filament résistif 4 et du filament résistif supplémentaire 5 sont effectués de manière à ce que les bobinages, ainsi réalisés, comportent des enroulements parcourus par un courant électrique circulant alternativement dans un enroulement effectué dans le sens trigonométrique et dans un enroulement effectué dans le sens antitrigonométrique, lequel correspond au sens des aiguilles d'une montre. Une telle configuration, comportant deux bobinages résistifs, est obtenue par exemple en réalisant conjointement et concentriquement les enroulements du filament résistif 4 et du filament résistif supplémentaire 5, dont les extrémités sont reliées au voisinage d'une extrémité du tube métallique 2. Les connexions électriques sont réalisées avantageusement à l'une des extrémités de l'élément chauffant blindé 1 dans cet exemple de réalisation avec une liaison électrique en série du filament résistif 4 et du filament résistif supplémentaire 5. Différents agencements des enroulements successifs, connus par l'homme de métier sont envisageables pour associer deux séries d'enroulements ou bobinages pour annuler le champ magnétique induit par la circulation d'un courant dans lesdits enroulements. Les configurations possibles dépendent bien évidemment du nombre de connexions électriques et de la possibilité d'alimenter en opposition de phase deux portions d'un bobinage résistif. Selon un autre exemple de réalisation de l'élément chauffant blindé 1 conforme à l'invention, le filament résistif 4 et le filament résistif supplémentaire 5, présentent respectivement des enroulements effectués dans un sens trigonométrique et dans un sens antitrigonométrique, lesdits filament résistif 4 et filament résistif supplémentaire 5 étant alimentés en phase. L'alimentation est réalisée à une même extrémité du tube métallique 2 pour une telle configuration. Les deux bobinages peuvent également provenir d'enroulements distincts que l'on intercale l'un dans l'autre pour les rendre concentriques. Selon une autre variante de réalisation de l'élément chauffant blindé 1 conforme à l'invention, et représenté par exemple à la figure 2, les moyens permettant d'annuler le champ magnétique sont constitués par une configuration du filament résistif 4, bobiné selon l'axe x-x' dans laquelle des boucles 4a, 4b successives réalisées avec ledit filament résistif 4 sont parcourues par un courant électrique circulant en sens opposé en passant d'une boucle 4a, 4b à la suivante. Ainsi le filament résistif 4 présente une première boucle 4a, bobinée par exemple dans un sens trigonométrique, suivie d'une portion 4c du filament résistif 4, rectiligne et parallèle à l'axe x-x', ladite portion 4c étant suivie d'une seconde boucle 4b, bobinée dans un sens antitrigonométrique pour obtenir un sens de circulation du courant électrique I opposé en passant d'une boucle 4a ou 4b à la suivante. Une telle configuration représentée à la figure 2 du filament résistif 4, permet effectivement d'annuler le champ magnétique généré à l'intérieur de l'élément chauffant blindé 1. Les effets magnétostrictifs sont ainsi évités tout en utilisant du matériau ferritique pour réaliser les tubes métalliques 2. Le nombre d'enroulements ou de boucles 4a, 4b présents dans un tube métallique 2 dépend de la puissance de l'élément chauffant blindé 1 conforme à l'invention. Selon une variante additionnelle de l'élément chauffant blindé 1 conforme à l'invention, le filament résistif 4 représenté à la figure 3, est un fil formé à plat avec des portions rectilignes 4d, montantes et descendantes, réalisant ainsi une forme plane et par exemple sinusoïdale. Le champ magnétique créé est équivalent au champ magnétique créé par un fil droit, c'est à dire très faible, voire nul. Un ou plusieurs de ces fils formés à plat peuvent être introduits dans un tube métallique 2 pour réaliser des éléments chauffants blindés 1 une ou plusieurs puissances. Les éléments chauffants blindés 1 conformes à l'invention sont avantageusement destinés à être agencés sur des appareils électroménagers. REVENDICATIONS 1. Elément chauffant blindé (1), constitué d'un tube métallique (2) dans lequel sont agencés au moins un filament résistif (4) s'étendant selon l'axe (x-x') du tube métallique (2), ainsi qu'un matériau assurant l'isolation électrique et la transmission thermique du filament résistif (4) vers le tube métallique (2), caractérisé en ce que le tube métallique (2) est constitué d'un matériau ferritique dans lequel le filament résistif (4) est associé à des moyens, permettant d'annuler le champ magnétique généré par un courant électrique (I) circulant dans le filament résistif (4). 2. Elément chauffant blindé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le filament résistif (4) est bobiné selon l'axe x-x'. 3. Elément chauffant blindé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le filament résistif (4) est un fil formé à plat, de préférence sinusoïdal. 4. Elément chauffant blindé (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens permettant d'annuler le champ magnétique sont constitués par un filament résistif supplémentaire (5) bobiné à l'intérieur du tube métallique (2) et générant un champ magnétique opposé au champ magnétique généré par le filament résistif 4. 5. Elément chauffant blindé (1) selon la revendication 4 caractérisé en ce que le filament résistif supplémentaire (5) est bobiné selon l'axe (x-x') dans le tube métallique (2). 6. Elément chauffant blindé (1) selon l'une des revendications 4 à 5 caractérisé en ce que le filament résistif supplémentaire (5) est alimenté en opposition de phase par rapport au filament résistif (4). 7. Elément chauffant blindé (1) selon l'une des revendications 4 à 6 caractérisé en ce que le filament résistif supplémentaire (5) est relié en série. 8. Elément chauffant blindé (1) selon l'une des revendications 2, 4, 5, 6 ou 7 caractérisé en ce que le filament résistif (4) et le filament résistif supplémentaire (5) présentent respectivement des enroulements effectués dans un sens trigonométrique et dans un sens antitrigonométrique, lesdits filament résistif (4) et filament résistif supplémentaire (5) étant alimentés en phase. 9. Elément chauffant blindé (1) selon la revendication 2 caractérisé en ce que les moyens permettant d'annuler le champ magnétique sont constitués par une configuration du filament résistif (4) bobiné selon l'axe (x-x') dans laquelle les boucles (4a, 4b) successives, réalisées avec ledit filament résistif (4) sont parcourues par un courant électrique (I), circulant en sens opposé en passant d'une boucle (4a, 4b) à la suivante. 10. Elément chauffant blindé (1) selon la revendication 9, caractérisé en ce que le filament résistif (4) présente une première boucle (4a) bobinée par exemple dans un sens trigonométrique, suivie d'une portion (4c) du filament résistif (4) rectiligne et parallèle à l'axe (x- x'), ladite portion (4c) étant suivie d'une seconde boucle (4b) bobinée dans un sens antitrigonométrique pour obtenir un sens de circulation du courant électrique (I) opposé en passant d'une boucle (4a, 4b) à la suivante. 11. Elément chauffant blindé (1) selon la revendication 10 caractérisé en ce que les boucles (4a, 4b) et les portions (4c) sont réparties dans tout le tube métallique (2) selon l'axe (x-x'). 12. Elément chauffant blindé (1) selon l'une des revendications 1 à 11 caractérisé en ce qu'il est agencé sur un appareil électroménager.