Brevet FR2764050A1 — publié le 19981204

DisPositif à fonctions de decoration, notamment de miroir, et d'aPPareil de chauffage électrique. La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux dispositifs à fonctions de décoration et d'appareil de chauffage électrique comportant - au moins un élément chauffant électrique conformé en plaque et disposé en position approximativement centrale dans le dispositif, - une plaque frontale en verre ou analogue qui s'étend sensiblement parallèlement à l'élément chauffant, - et un cadre entourant et retenant les susdites plaques. Les dispositifs visés par l'invention ont été développés pour être installés essentiellement dans des petites pièces tels que des salles d'eau (salles de bains, salles de doubles, W.C.) dans lesquelles la place disponible est restreinte : la réunion en un seul dispositif d'une plaque décorative en verre ou analogue, par exemple sous forme de miroir, et d'un appareil de chauffage permet d'économiser de la place de façon intéressante. Des exemples de tels dispositifs peuvent être trouvés notamment dans les documents FR 2 589 994, FR 2 620 800 et US 3 597 586. Toutefois, les dispositifs actuellement connus présentent un inconvénient majeur qui réside dans leur relativement faible puissance de chauffage (par exemple de l'ordre de 200 à 300 Watts), qui peut s'avérer nettement insuffisante pour chauffer une pièce dans laquelle une température relativement élevée (par exemple de l'ordre de 22"C) est en général souhaitée en raison de son utilisation (salle d'eau par exemple). Or, la puissance de chauffage des dispositifs actuels ne peut pas être accrue notablement dans des conditions économiques : en effet, le chauffage s'effectue par rayonnement thermique à partir de la plaque frontale en verre et par convection de l'air au contact de la surface chaude du miroir. La puissance de chauffage dissipable est limitée par la tenue en température du verre et des autres composants du dispositif ; un accroissement sensible de la puissance de chauffage exigerait le recours à des verres spéciaux et à des matériaux à haute résistance thermique, dont le coût est élevé et serait inacceptable dans le cadre de la réalisation du dispositif considéré. L'invention a donc essentiellement pour but de proposer un agencement perfectionné de dispositif à fonctions de décoration et d'appareil de chauffage électrique qui écarte les inconvénients précités et qui soit en mesure d'assurer un chauffage efficace tout en mettant en oeuvre des plaques en verre de conception traditionnelle et en restant d'un coût acceptable. A ces fins, un dispositif tel que précité au préambule se caractérise essentiellement, étant agencé conformément à l'invention, en ce qu'en outre - un isolant thermique en forme de plaque est disposé en avant de l'élément chauffant, entre celui-ci et la plaque frontale en verre, - le cadre s'étend vers l'arrière au-delà de l'élément chauffant de manière à entourer, en arrière de celui-ci, un volume d'air, - et le cadre est pourvu d'au moins une ouverture traver sante inférieure et d'au moins une ouverture traversante supérieure débouchant toutes deux dans ladite chambre formant lame d'air de façon à autoriser une circulation ascendante d'air à travers ladite chambre et la sortie d'air chaud par l'ouverture supérieure. Grâce à cet agencement original, le dispositif, dans sa fonction d'appareil de chauffage, est apte à assurer à la fois un chauffage par rayonnement à partir de la plaque frontale en verre de la même manière que les dispositifs actuellement connus, mais aussi à accroître la fraction de chauffage par convection grâce à la circulation d'air traversant le volume interne du dispositif qui vient s'ajouter au chauffage par convection de l'air au contact de la plaque en verre. On augmente donc sensiblement la puissance globale de chauffage du dispositif pour un niveau de température donné. Un domaine d'application de l'invention qui semble tout particulièrement intéressant, bien que non exclusif, consiste en ce que la plaque frontale en verre soit un miroir. On comprend ainsi que la fraction de chauffage par convection peut être rendue supérieure, voire très supérieure, à la fraction de chauffage par rayonnement. Ainsi, dans un exemple concret, il devient possible de constituer un dispositif ayant une densité de puissance de chauffage nominale globale de l'ordre de 700 Watts par mètre carré là où les dispositifs antérieurs délivraient une densité de puissance de l'ordre de 500 Watts par mètre carré. Un autre avantage de l'agencement conforme à l'invention réside dans le fait que le verre, en particulier le verre du miroir, n'étant pas chauffé de façon excessive, peut rester du type traditionnellement utilisé pour cette application : on évite le recours onéreux à des verres de types spéciaux. De plus, on évite les risques de brûlure au contact de la face frontale de la plaque en verre. Encore un autre avantage réside dans le fait que la plaque antérieure d'isolant thermique, interposée entre l'élément chauffant et la plaque en verre, procure une meilleure répartition de la chaleur dans le verre et homogénéise la température dans celui-ci ; on évite ainsi l'apparition de gradients de température entre diverses zones du verre (par exemple entre le centre et les bords). Les risques d'accidents (fissures du verre) sont ainsi réduits et sa durée de vie est considérablement accrue. De plus, la présence de la plaque antérieure d'isolant thermique accroît l'isolation électrique entre l'élément chauffant et la plaque frontale en verre si celleci est recouverte sur sa face arrière d'une couche métallique conductrice : on supprime ainsi, ou à tout le moins on réduit considérablement, les courants de fuite susceptibles d'apparaître au niveau du verre. On accroît donc la sécurité électrique du dispositif, ce qui est d'un très grand intérêt eu égard à l'utilisation normalement prévue dans des pièces humides. Egalement, cette même plaque antérieure d'isolant thermique assure une protection physique de l'élément chauffant en cas de bris du verre et empêche l'accès direct à cet élément chauffant sous tension. Enfin, la circulation d'air traversant le dispositif réduit l'échauffement interne des composants qui peuvent alors etre constitués en des matériaux moins performants sur le plan thermique, et donc moins onéreux. Le dispositif de l'invention tel que défini plus haut peut être accroché à un mur, et c'est la face du mur qui ferme, à l'arrière, le volume d'air entouré par le cadre. Toutefois, en pratique, il semble plus avantageux de faire en sorte que le dispositif soit structurellement agencé pour inclure une plaque arrière d'isolant thermique qui est écartée de l'élément chauffant de manière à fermer le susdit volume d'air vers l'arrière et à définir entre eux une chambre formant lame d'air. En outre, la présence de la plaque arrière constitue une sécurité électrique empechant l'accès par l'arrière à l'élément chauffant sous tension. Enfin, cette plaque arrière constitue un renfort mécanique qui contribue à rigidifier efficacement le dispositif. De préférence, pour améliorer la sécurité électrique du dispositif, un isolant électrique en forme de plaque est disposé à l'arrière de l'élément chauffant, et le volume d'air est défini en arrière de ladite plaque d'isolant électrique ; avantageusement alors, l'élément chauffant et la plaque d'isolant électrique peuvent etre solidaires et former une unité structurelle. I1 est également avantageux que la plaque antérieure d'isolant thermique est solidarisée à l'élément chauffant. On peut alors combiner ces deux dernières dispositions avec le fait que la plaque antérieure d'isolant thermique, l'élément chauffant et la plaque d'isolant électrique forment une unité structurelle (bloc de chauffa- ge), de manière à permettre une construction modulaire, plus rapide et finalement plus économique. I1 est souhaitable que la plaque en verre et le cadre soient solidarisés l'un à l'autre par collage, adhésivation ou analogue, ce grâce à quoi le cadre peut ne présenter aucun retour sur la face frontale de la plaque en verre qui demeure entièrement libre. Pour obtenir une convection mieux réparties et plus efficace, surtout pour des puissances importantes de chauffage, il est préférable que le cadre comporte une multiplicité d'ouvertures supérieures. Grâce aux dispositions de 1 invention, on est en mesure de réaliser un dispositif propre à procurer un chauffage efficace, réalisable si nécessaire en différents modèles de puissances diverses sans modification sensible au niveau de la fraction de chauffage par rayonnement, et parfaitement adapté vis-à-vis des impératifs de sécurité aussi bien thermiques qu'électriques. Enfin, en mettant en oeuvre des matériaux à fort coefficient d'isolation thermique se présentant en plaque de faible épaisseur et en mettant en oeuvre les ouvertures permettant la circulation d'air à travers le dispositif, il est possible de réaliser un équilibre optimum entre la convection interne au dispositif, la convection externe et le rayonnement autorisant la réalisation d'un dispositif peu épais (par exemple typiquement de l'ordre de 3 cm) malgré une puissance de chauffage élevée (par exemple typiquement 700 watts), qui peut ainsi sans difficulté prendre la place d'un miroir simple classique. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit de certains modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemple nullement limita tifs. Dans cette description, on se réfère au dessin annexé sur lequel - la figure 1 est une vue schématique, en coupe, d'un mode de réalisation simplifié d'un dispositif conforme à l'invention ; et - la figure 2 est une vue schématique, en coupe, d'un mode de réalisation préféré d'un dispositif conforme à l'invention. En se référant tout d'abord à la figure 1, un dispositif à fonctions de miroir et d'appareil de chauffage électrique comporte de façon fondamentale - au moins un élément chauffant électrique 1 conformé en plaque, en une seule partie ou en plusieurs parties, qui est disposée en position centrale au sein du dispositif - une plaque frontale 2 en verre ou analogue qui s'étend sensiblement parallèlement à l'élément chauffant, la plaque 2 pouvant avoir toute constitution et toute conformation souhaitable aussi bien du point de vue technique que du point de vue esthétique - et un cadre 4 entourant et retenant (par exemple grâce à des butées incorporées) les susdites plaques 1 et 2 ; ce cadre peut être constitué, de façon économique, en toute matière synthétique thermiquement résistante (par exemple polycarbonates, polyamides, etc.). Pour ce qui concerne plus particulièrement la plaque frontale en verre 2, il peut s'agir notamment d'un miroir car c'est dans cette application combinant un miroir et un chauffage que le dispositif de l'invention semble devoir se montrer le plus intéressant, étant toutefois entendu que le dispositif de l'invention n'est pas limité à cette seule constitution, et que la plaque 2 peut être une plaque en verre ne formant pas miroir et présentant toute structure et tout effet décoratif souhaité. Dans la suite de la description, la plaque frontale en verre 2 sera désignée, non limitativement, par le terme "miroir". Le dispositif qui vient d'être décrit dans sa structure générale et qui est agencé, globalement, en forme approximative de parallélépipède rectangle, comporte en outre, conformément à l'invention, les dispositions qui suivent. Un isolant thermique 5 en forme de plaque est disposé en avant de l'élément chauffant 1, sensiblement parallèlement à celui-ci, entre celui-ci et le miroir 2. Le cadre 4 s'étend vers l'arrière au-delà de l'élément chauffant 1 de manière à entourer, en arrière de celui-ci, un volume d'air 6. Enfin, le cadre 4 est pourvu d'au moins une ouverture traversante inférieure 7 et d'au moins une ouverture traversante supérieure 8 qui s'ouvrent toutes deux dans le volume 6 : cet agencement autorise la formation d'une circulation ascendante d'air à travers le volume 6, de l'air froid pénétrant inférieurement dans le volume par l'ouverture 7 et de l'air chauffé sortant supérieurement par l'ouverture 8. En pratique, les ouvertures 7 et 8 sont multiples et réparties le long du côté correspondant du cadre, voire sont disposées en plusieurs rangées, afin d'assurer une circulation d'air mieux distribuée et une meilleure évacuation de la chaleur. Il est souhaitable de prévoir un isolant thermique 3 formant plaque arrière s'étendant sensiblement parallèlement à l'élément chauffant 1 et destiné notamment à limiter les déperditions thermiques vers l'arrière. La plaque arrière 3 d'isolant thermique est écartée de l'élément chauffant 1 de manière qu'entre eux soit défini le susdit volume constituant une chambre 6 formant lame d'air. Les plaques 2, 5 et 1 sont maintenues plaquées les unes contre les autres afin d'assurer une meilleure transmission de la chaleur ; éventuellement une substance pâteuse (graisse aux silicones par exemple) peut être appliquée sur les faces en contact pour améliorer la transmission thermique. Si nécessaire, les plaques 2 et 5, et éventuellement la plaque chauffante 1, peuvent être collées les unes aux autres ou solidarisées par tout moyen équivalent (adhésif). La plaque isolante intermédiaire 5 limite la puissance thermique communiquée au miroir et provoque donc un déséquilibre notable entre la fraction de puissance thermique communiquée au miroir et dissipée par celui-ci par rayonnement et par convection externe et la fraction de puissance thermique dissipée par convection interne par la circulation d'air traversant la chambre 6. A la figure 2 est représentée, en conservant les mêmes références numériques qu'à la figure 1, une variante de réalisation du dispositif de la figure 1, laquelle variante constitue, aux yeux de la Demanderesse, un mode de réalisation préféré. Un isolant électrique 9 en forme de plaque est disposé à l'arrière de l'élément chauffant 1, afin de procurer une protection électrique de celui-ci en cas d'enlèvement de la plaque arrière 3 et pour éviter le contact direct de l'air circulant dans la chambre 6 avec l'élément chauffant 1. La chambre 6 est alors définie entre les deux plaques 9 et 3. Il est possible de solidariser l'élément chauffant 1 et la plaque d'isolant électrique 9 l'un à l'autre et d'en faire une unité structurelle. En variante, il est également possible de solidariser les trois plaques 1, 5 et 9 les unes aux autres et d'en faire une unité structurelle formant un bloc de chauffage préfabricable. Dans le mode de réalisation simplifié de la figure 1, le cadre 4 présentait une aile frontale en retour 10 destinée à servir de butée de retenue pour le miroir 2. Toutefois, la présence de cette aile 10 en retour offre l'inconvénient d'occulter une fraction de la surface du miroir, et elle peut être considérée par ailleurs comme non esthétique ; enfin, la saillie périphérique qu'elle forme par rapport à la surface frontale du miroir complique le nettoyage de cette dernière. Ces inconvénients sont écartés dans l'agencement retenu dans le mode de réalisation de la figure 2. L'aile en retour 10 du cadre n'existe plus et le miroir 2 est monté dans le cadre 4 avec sa face frontale en affleurement du bord frontal du cadre 4 : la totalité de la surface du miroir est ainsi exploitable et son nettoyage est grandement simplifié. Le cadre 4 présente alors une aile saillante 11 décalée vers l'intérieur, de part et d'autre de laquelle viennent en appui d'un côté le miroir 2 et de l'autre côté la plaque d'isolant thermique 5. Le miroir 2 et le cadre 4 sont solidarisés l'un à l'autre par collage 12. Comme il va de soi et comme il résulte déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus particulièrement envisagés ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif à fonctions de décoration et d'appareil de chauffage électrique, comportant - au moins un élément chauffant électrique (1) conformé en plaque et disposé en position approximativement centrale dans le dispositif, - une plaque frontale (2) en verre ou analogue qui s'étend sensiblement parallèlement à l'élément chauffant (1), - et un cadre (4) entourant et retenant les susdites plaques (1, 2), caractérisé en outre en ce que - un isolant thermique (5) en forme de plaque est disposé en avant de l'élément chauffant (1), entre celui-ci et la plaque frontale (2), - le cadre (4) s'étend vers l'arrière au-delà de l'élément chauffant (1) de manière à entourer, en arrière de celui ci, un volume d'air (6), - et le cadre (4) est pourvu d'au moins une ouverture traversante inférieure (7) et d'au moins une ouverture traversante supérieure (8) débouchant toutes deux dans ledit volume d'air (6) de façon à autoriser une circula tion ascendante d'air à travers ledit volume et la sortie d'air chaud par l'ouverture supérieure, ce grâce à quoi, dans sa fonction d'appareil de chauffage, le dispositif est apte à assurer à la fois un chauffage par rayonnement émis frontalement par la plaque frontale en verre chauffée et par convection externe au contact de ladite plaque frontale en verre et un chauffage par convection interne grâce à l'air chaud sortant par l'orifice supérieur, ce qui entraîne un accroissement de la puissance de chauffage globale du dispositif pour un niveau de température donné. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque frontale en verre (2) est un miroir. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une plaque arrière d'isolant thermique (3) qui est écartée de l'élément chauffant (1) de manière à fermer le susdit volume d'air et à définir entre eux une chambre (6) formant lame d'air. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un isolant électrique (9) en forme de plaque est disposé à l'arrière de l'élément chauffant (1), et en ce que le volume d'air (6) est défini en arrière de ladite plaque d'isolant électrique (9). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément chauffant (1) et la plaque d'isolant électrique (9) sont solidaires et forment une unité structurelle. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la plaque antérieure d'isolant thermique (5) est solidarisée à l'élément chauffant (1). 7. Dispositif selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que la plaque antérieure d'isolant thermique (5), l'élément chauffant (1) et la plaque d'isolant électrique (9) forment une unité structurelle (bloc de chauffage). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la plaque frontale en verre (2) et le cadre (4) sont solidarisés l'un à l'autre par collage, adhésivation ou analogue, ce grâce à quoi le cadre peut ne présenter aucun retour sur la face frontale de la plaque (2) qui demeure entièrement libre. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le cadre comporte une multiplicité d'ouvertures supérieures (8).