Brevet FR2777410A1 — publié le 19991015

La présente invention concerne un dispositif formant thermoplongeur pouvant être utilisé notamment dans un radiateur de chauffage à circulation d'eau. On connaît un dispositif formant thermoplongeur comprenant un collecteur fermé de façon étanche à ses deux extrémités et contenant un liquide caloporteur à chauffer et, logée dans le collecteur en baignant dans le liquide caloporteur, une cartouche chauffante à résistance électrique chauffante noyée dans la cartouche en étant isolée électriquement de celle-ci. Plus précisément, la cartouche chauffante comprend un corps tubulaire cylindrique métallique, par exemple en acier, dans lequel est compactée de la magnésie isolant la résistance électrique du tube de la cartouche. Cependant, ce dispositif connu a pour inconvénient majeur de ne pas assurer une sécurité parfaite du point de vue isolation électrique car la résistance électrique interne de la cartouche chauffante peut accidentellement venir en contact avec la paroi interne du tube métallique de la cartouche, par exemple à cause d'un effritement de la magnésie dû à un défaut de compactage de celle-ci ou d'une fissure du tube de la cartouche à travers laquelle peut pénétrer le fluide caloporteur pour désagréger la magnésie compactée, de sorte que le courant de court-circuit arrivant jusqu'au collecteur métallique peut provoquer des décharges électriques à l'usager lorsque le dispositif est intégré dans un radiateur de chauffage métallique à circulation d'eau. Pour améliorer le degré de sécurité d'un tel dispositif thermoplongeur, on a proposé de réaliser la cartouche chauffante en deux tubes métalliques cylindriques concentriques, isolés électriquement l'un de l'autre par de la magnésie compactée, le tube interne comportant la résistance électrique de chauffage noyée dans de la magnésie compactée pour l'isoler du tube interne. Cependant, si cette cartouche chauffante à double isolation assure le degré souhaité de sécurité, elle est très coûteuse à réaliser puisqu'elle nécessite non seulement les deux tubes concentriques interne et externe, mais également de compacter de la magnésie dans le tube interne pour noyer la résistance électrique et entre les deux tubes interne et externe pour les isoler l'un de l'autre. La présente invention a pour but d'éliminer les inconvénients des dispositifs ci-dessus connus en proposant un dispositif formant thermoplongeur comprenant un collecteur en forme de tube fermé de façon étanche à ses deux extrémités et contenant un liquide caloporteur à chauffer et, logée dans le collecteur en baignant dans le liquide caloporteur, une cartouche chauffante à résistance électrique interne chauffante interne noyée dans la cartouche en étant isolée électriquement de celle-ci et qui est caractérisé en ce que le liquide caloporteur est électriquement isolant. Le liquide caloporteur est de l'huile minérale, de préférence du type paraffinique à haut indice de viscosité. La cartouche chauffante est fixée dans le collecteur sensiblement coaxialement à celui-ci en étant portée à l'une de ses extrémités par un manchon de support en matériau électriquement isolant fixé à travers l'une des parois d'extrémité du collecteur. Avantageusement, le manchon de support de la cartouche comprend une partie cylindrique filetée extérieurement s'engageant dans un trou taraudé correspondant de la paroi d'extrémité du collecteur et une collerette venant en appui sur la face externe de la paroi d'extrémité en position de blocage du manchon dans la paroi d'extrémité. De préférence, la cartouche chauffante est fixée au manchon de support par soudage ou par collage. La cartouche chauffante comprend un tube cylindrique contenant de la magnésie compactée dans laquelle est noyée la résistance électrique chauffante dont les deux extrémités sont reliées respectivement à deux fils conducteurs d'alimentation traversant le manchon de support en faisant saillie à l'extérieur de celui-ci. La cartouche chauffante comprend une ou plusieurs bagues en matériau électriquement isolant emmanchée à force sur le tube de la cartouche. L'extrémité libre de la cartouche est recouverte d'un capuchon en matériau électriquement isolant. Le tube de la cartouche chauffante et le collecteur sont métalliques, par exemple en acier. Selon une variante, le tube de la cartouche chauffante est en un matériau électriquement isolant, par exemple en céramique. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - La figure 1 est une vue en coupe longitudinale du dispositif formant thermoplongeur de l'invention; et - La figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la figure 1. Le dispositif formant thermoplongeur va être décrit dans l'application à un radiateur de chauffage à circulation d'eau dans lequel il est intégré pour chauffer l'eau circulant, mais il est bien entendu qu'il peut être utilisé pour d'autres applications différentes nécessitant le chauffage d'un liquide ou d'un fluide. En se reportant aux figures 1 et 2, le dispositif formant thermoplongeur comprend un collecteur 1 en forme de tube cylindrique métallique fermé de façon étanche à ses deux extrémités et contenant un liquide caloporteur à chauffer 2. Le dispositif comprend en outre, logé dans le collecteur 1 en baignant dans le liquide caloporteur 2, une cartouche chauffante 3 permettant de chauffer le liquide caloporteur 2 et constituée par un tube cylindrique métallique 4 dans lequel se trouve une résistance électrique interne chauffante 5 noyée dans de la magnésie M compactée dans le tube 4 afin d'isoler électriquement la résistance 5 du tube 4. La résistance est constituée d'un fil conducteur enroulé en spirale à spires jointives et a sensiblement la forme d'un U allongé de façon que ces deux extrémités libres sortant du tube 4 soient reliées respectivement à deux fils conducteurs externes d'alimentation 6. Selon l'invention, le liquide caloporteur 2 est électriquement isolant et est de préférence constitué par de l'huile minérale, de préférence du type paraffinique à haut indice de viscosité. A titre d'exemple, l'huile minérale est celle de la Société SHELL commercialisée sous la dénomination " SHELLFLEX " type 110 FC. La cartouche chauffante 3 est fixée dans le collecteur 1 sensiblement coaxialement à celui-ci en ayant l'une de ses extrémités libre flottante et son extrémité opposée solidaire d'un manchon de support 7 réalisé en un matériau électriquement isolant fixé à travers l'une la des parois d'extrémité du collecteur 1. Comme représenté en figure 1, le manchon de support 7 comprend une partie cylindrique 7a filetée extérieurement pour s'engager dans un trou taraudé correspondant lb traversant la paroi d'extrémité la du collecteur 1 et une partie formant collerette 7b venant en appui sur la face externe de la paroi d'extrémité la lorsque le manchon de support 7 est bloqué par vissage dans la paroi la. Le manchon de support 7 comprend en outre une extrémité cylindrique 7c dans laquelle est solidarisée, par soudage ou par collage, l'extrémité correspondante de la cartouche chauffante 3. Les fils d'alimentation 6 reliés aux deux extrémités de la résistance chauffante 5 traversent un percage interne du manchon de support 7 pour faire saillie à l'extérieur du collecteur 1. La cartouche chauffante 3 comprend une ou plusieurs bagues 8, dans le cas présent au nombre de deux, réalisées en un matériau électriquement isolant et fixées sur le tube 4 de la cartouche 3 en étant emmanchées à force sur celui-ci à une distance éloignée l'une de l'autre. Le cas échéant, l'extrémité libre de la cartouche chauffante 3 peut être recouverte d'un capuchon (non représenté) en matériau électriquement isolant. Les bagues 8 et ce capuchon permettent d'éviter un contact électrique accidentel entre le tube 4 et le collecteur 1. Bien entendu, les bagues 8 et le capuchon sont réalisés en une matière permettant également de résister aux températures de fonctionnement de la cartouche chauffante 3. L'invention ci-dessus décrite permet ainsi de réaliser un thermoplongeur constitué par une cartouche chauffante connue en soi comme décrit au début de la description et présentant des caractéristiques d'isolation électrique extrêmement élevées assurant, grâce au liquide caloporteur isolant, un degré très élevé de sécurité d'usagers, notamment lorsque le thermoplongeur est utilisé dans un radiateur de chauffage à circulation d'eau. Diverses modifications peuvent être apportées au dispositif thermoplongeur sans sortir du cadre de la présente invention. Ainsi, le manchon de support 7, au lieu d'être réalisé en un matériau électriquement isolant peut être réalisé en matériau métallique revêtu de matière isolante. De plus, le tube 4 de la cartouche chauffante 3, au lieu d'être métallique, peut être réalisé en matériau électriquement isolant, tel que par exemple de la céramique. REVENDICATIONS 1. Dispositif formant thermoplongeur comprenant un collecteur (1) en forme de tube fermé de façon étanche à ses deux extrémités et contenant un liquide caloporteur à chauffer (2) et, logée dans le collecteur (1) en baignant dans le liquide caloporteur (2), une cartouche chauffante (3) à résistance électrique interne chauffante (5) noyée dans la cartouche (3) en étant isolée électriquement de celle-ci, caractérisé en ce que le liquide caloporteur (2) est électriquement isolant. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liquide caloporteur (2) est de l'huile minérale, de préférence du type paraffinique à haut indice de viscosité. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la cartouche chauffante (3) est fixée dans le collecteur (1) sensiblement coaxialement à celui-ci en étant portée à l'une de ses extrémités par un manchon de support (7) en matériau électriquement isolant fixé à travers l'une (la) des parois d'extrémité du collecteur (1). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le manchon de support (7) de la cartouche (3) comprend une partie cylindrique filetée extérieurement (7a) s'engageant dans un trou taraudé correspondant (lb) de la paroi d'extrémité (la) du collecteur (1) et une collerette (7b) venant en appui sur la face externe de la paroi d'extrémité (la) en position de blocage du manchon (7) dans la paroi d'extrémité (la). 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la cartouche chauffante (3) est fixée au manchon de support (7) par soudage ou par collage. 6. Dispositif selon l'une des revendications 3 à , caractérisé en ce que la cartouche chauffante (3) comprend un tube cylindrique (4) contenant de la magnésie compactée dans laquelle est noyée la résistance électrique chauffante (5) dont les deux extrémités sont reliées respectivement à deux fils conducteurs d'alimentation (6) traversant le manchon de support (7) en faisant saillie à l'extérieur de celui-ci. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la cartouche chauffante (3) comprend une ou plusieurs bagues (8) en matériau électriquement isolant emmanchées à force sur le tube (4) de la cartouche (3). 8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que l'extrémité libre de la cartouche chauffante (3) est recouverte d'un capuchon en matériau électriquement isolant. 9. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le tube (4) de la cartouche chauffante (3) et le collecteur (1) sont métalliques, par exemple en acier. 10. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le tube (4) de la cartouche chauffante (3) est en un matériau électriquement isolant, par exemple en céramique. 11. Utilisation du dispositif thermoplongeur tel que défini aux revendications 1 à 10 dans un radiateur de chauffage à circulation d'eau.