Brevet FR2853805A1 — publié le 20041015

La présente invention concerne un dispositif de chauffage par résistance électrique, destiné à chauffer des fers à animaux et plus particulièrement des fers à cheval, à une température suffisante pour être forgés, et en un temps suffisamment court pour répondre aux exigences du métier de maréchal-ferrant. Traditionnellement, le chauffage des fers est effectué avec une forge à gaz transportable, du fait que le ferrage a lieu à domicile. Ceci oblige le maréchalferrant à transporter, en plus de la forge, enclume et outillage, deux bouteilles de gaz, car il doit disposer en permanence d'une recharge afin de prévenir d'éventuelles interruptions de son travail. Le transport de bouteilles de gaz dans un véhicule présente des risques non négligeables qui par ailleurs ne sont couverts par les assurances que sous certaines conditions telles que l'ajout d'un caisson étanche fixé à l'extérieur du véhicule. Une telle mise aux normes est non seulement difficilement réalisable dans la pratique, mais représente également un surcoût non négligeable. De fait, ces 15 conditions de sécurité sont tout simplement ignorées par la majorité des maréchaux-ferrants. Les forges à gaz présentent d'autres inconvénients majeurs qui viennent s'ajouter à des conditions de travail déjà difficiles. Ainsi, le bruit du vrombissement généré par les brûleurs, stresse certains chevaux au point d'empêcher toute intervention. 20 La chaleur extrême à laquelle sont exposés les mains et le visage, lorsqu'il faut sortir les fers du four. La flamme de la forge à gaz est oxydante. A forte température, elle produit rapidement beaucoup de batirures (oxydes de fer). L' exposition prolongée à ces dégagements gazeux favoriserait des complications respiratoires et cardio25 vasculaires. D'un point de vue économique, les forges à gaz présentent un très mauvais bilan énergétique, et ce malgré les efforts des constructeurs en vue d'y remédier. En effet, sur la totalité de l'énergie consommée, la part effectivement absorbée par - 2 la charge n'excède guère 10 %. Cette faiblesse est due à la conception même des forges qui implique que la chaleur des gaz brûlés soit évacuée en permanence. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces nombreux inconvénients en utilisant le chauffage par résistance électrique. En terme de rendement électrique, le fonctionnement d'une résistance chauffante présente un rendement de 100%. Coté bilan énergétique, l'ensemble résistance / fer étant thermiquement bien isolé, la quasi totalité de l'énergie est transmise à la charge. L'utilisateur n'est plus obligé de transporter de bouteilles de gaz. Il utilise la source d'énergie électrique 10 disponible directement sur le lieu d'intervention, et à la charge du client, contrairement au gaz. A titre comparatif, en terme de coût énergétique, chauffer les fers électriquement revient en moyenne 5 fois moins cher qu'avec du gaz. Le principe de l'invention consiste à substituer l'énergie électrique au gaz, en utilisant une résistance électrique haute température, sur laquelle on vient poser 15 le fer à chauffer. Les impératifs du métier font que la température requise doit être atteinte en un temps relativement court. Pour arriver à un résultat répondant à ces exigences, le fer doit pouvoir entrer en contact avec la résistance, tout en restant isolé électriquement l'un de l'autre. L'ensemble est thermiquement bien isolé. Les dessins annexés illustrent l'invention: La figure 1 représente en perspective, le dispositif de l'invention. En référence à la figure 1, le dispositif comporte une résistance électrique (1), sur laquelle on vient poser le fer à cheval (2), afin que ce dernier reçoive la chaleur émise, par conduction, convection et rayonnement, de façon optimale. La résistance est recouverte d'une couche fine, électriquement isolante, permettant 25 au fer d'être au plus près de la source de chaleur, jusqu'à toucher la résistance par endroits, tout en restant électriquement isolé. L'ajout de réflecteurs (4), disposés de manière à être présent sur toute la périphérie du fer, permet d'optimiser la transmission de chaleur par rayonnement. - 3 L'ensemble résistance / fer est confiné dans une enveloppe de matériaux isolants (3), constitue le four. Les matériaux isolants utilisés présentent une faible densité afin d'absorber un minimum de chaleur, tout en ayant une épaisseur suffisante pour minimiser les échanges thermiques avec l'extérieur. Du fait de la présence d'une couche d'oxyde qui se forme sur la résistance dès la première utilisation à l'air ambiant, le fer est électriquement isolé de la résistance. Cette couche doit subir un traitement visant à en prolonger la durée de vie. Certains revêtements spéciaux, très durs et résistant aux hautes températures, peuvent être à la fois conducteur de la chaleur tout en restant électriquement 10 isolant. Afin de prévenir tout risque d'électrocution, la résistance est alimentée en basse tension par le biais d'un transformateur de courant branché sur le secteur. Dans le but d'optimiser la gestion thermique du cycle de montée en température du fer, on peut alimenter la résistance en une fréquence plus élevée au début de cycle, 15 grâce à une commande électronique non décrite ici, afin d'associer l'effet chauffage par induction au chauffage par résistance. Le but étant de privilégier le chauffage du fer en surface, au départ, créant ainsi une enveloppe thermique naturelle, puis de descendre la fréquence progressivement vers le 50 Hz, pour induire un chauffage plus à coeur. Un capteur thermique de type thermocouple disposé à la surface du fer permet de réguler la température. Arrêt de l'alimentation une fois la température atteinte, et reprise à partir d'un seuil déterminé. Dans le cas de chauffage de fers en aluminium, par exemple, la température requise étant beaucoup plus basse, on prévoit une position intermédiaire par l'emploi d'un commutateur. Les premiers essais réalisés sur le prototype montrent que plus de dix minutes après avoir interrompu l'alimentation, le fer reste à une température suffisante pour être forgé. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné aux professionnels de la maréchalerie. - 4 REVENDICATIONS 1) Dispositif électrique pour chauffer des fers à animaux, caractérisé en ce qu'il comporte une résistance chauffante (1), recouverte d'une couche fine électriquement isolante, que l'on approche au plus près du fer (2), jusqu'au toucher, de manière à lui transmettre la chaleur de façon optimale. 2) Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte un réflecteur (4), qui, associé à la résistance (1) optimise la transmission de chaleur. 3) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédente, caractérisé en ce qu'il comporte une enceinte (3) constituée de matériaux isolants réfractaires, de faible densité de manière à absorber le minimum de chaleur, et d'une épaisseur optimisée pour réduire au strict minimum, les échanges thermique avec l'extérieur.