Brevet FR2920530A1 — publié le 20090306

La présente invention concerne un radiateur sèche-serviette à fluide caloporteur de type arborescent. Les sèche-serviettes électriques à fluide caloporteur d'un type très répandu sont le plus souvent constitués d'une pluralité de barreaux chauffants (cylindriques ou sous forme de lames) sensiblement horizontaux dans lesquels circule ledit fluide. Dans les radiateurs de type "échelle", chaque barreau est relié, au niveau de chacune de ses extrémités, à deux collecteurs généralement verticaux qui sont d'une part une conduite d'arrivée du fluide chaud dans les barreaux et d'autre part une conduite de collecte du liquide refroidi. Le fluide caloporteur est chauffé par une résistance électrique de type thermoplongeur disposée en partie inférieure de la conduite de distribution du fluide chauffé. Ce fluide circule en boucle fermée dans l'ensemble formé par ces barreaux et conduites constituant le radiateur. Ces sèche-serviettes de type échelle présentent l'inconvénient d'une ergonomie d'insertion des serviettes qui n'est pas optimisée car il est nécessaire d'introduire les serviettes de face, les collecteurs fermant l'espace libre entre les barreaux au niveau des côtés latéraux du radiateur. Pour améliorer l'ergonomie et l'esthétique des sèche-serviettes, il a été proposé des sèche-serviettes de type arborescent. Ces appareils se différencient des radiateurs précédents en ce que les deux collecteurs d'alimentation et de collecte sensiblement verticaux sont disposés à proximité l'un de l'autre, laissant libre au moins une extrémité des tubes chauffants horizontaux. Dans ces radiateurs, l'introduction des serviettes est grandement facilitée car il est possible de glisser directement les serviettes, par exemple pliées en deux, entre les tubes chauffants, par le côté du radiateur. Pour faciliter la circulation du fluide caloporteur dans les tubes chauffants, sont prévus des tubes de connexion ou raccordement appelés "cigares" permettant de relier les extrémités distalles de certaines des tubes chauffants entre eux. Le fluide caloporteur est ainsi forcé à circuler d'un tube chauffant vers au moins un tube chauffant adjacent en passant par ce "cigare". Dans l'exemple de l'art antérieur représenté sur la figure 7, un "cigare" 20 relie chaque groupe de trois tubes chauffants 4. Ces radiateurs sèche-serviettes posent cependant quelques difficultés de fabrication. En effet, pour la pose des ces "cigares", il est nécessaire d'emboutir chaque tube chauffant au niveau d'une de ses extrémités et de souder ledit "cigare". Outre le coût du matériau et le temps de soudure, il apparaît des problèmes d'étanchéité plus nombreux pour ces radiateurs. En outre, certains tubes chauffants étant connectés à la conduite de distribution et d'autres tubes chauffants connectés à la conduite de collecte du fluide refroidi, ces tubes ne sont pas tous identiques, ce qui constitue un inconvénient lors de la fabrication du radiateur. Il est en effet nécessaire de les repérer, perforer différemment, puis les trier, etc. En outre, les tubes de connexion, appelés "cigares", perturbent l'esthétique de l'appareil. II apparaît en outre que l'homogénéité thermique n'est pas optimisée et peut varier fortement d'un tube chauffant à l'autre. En effet, seules certains tubes chauffants sont alimentés directement à la conduite de distribution de fluide chauffé. II a été proposé, dans le brevet européen EP-0.674.148, des sèche-serviettes électriques à fluide caloporteur arborescent ne comportant pas de tubes de connexion. Ces appareils ont la même structure arborescente que les radiateurs décrits précédemment avec les différences suivantes : - chaque tube chauffant est relié individuellement à chacun des deux collecteurs. Il apparaît donc que tous les tubes chauffants sont identiques, - l'extrémité libre des tubes chauffants est obturée et il n'y a pas de communication directe desdits tubes entre eux, - cependant, afin de faciliter l'homogénéisation du fluide caloporteur, il est prévu, à l'intérieur de chaque tube chauffant généralement sous forme d'une lame aplatie, une circulation forcée afin que l'orifice d'arrivée du fluide chauffé n'alimente pas dilrectement l'orifice de sortie. La conception de la lame oblige le renouvellement de l'ensemble du fluide dans chaque lame par le biais d'un circuit aller-retour réalisé par des moyens de déflection du fluide tel qu'une cloison intermédiaire (sous la forme par exemple d'une pièce longitudinale) disposée à l'intérieur de la lame, ou de matériau embouti sur une majeure partie de la longueur de la lame afin de séparer le volume interne de celle-ci en deux zones distinctes. La fabrication des lames d'un tel radiateur reste coûteuse car il est nécessaire 5 de séparer la chambre intérieure de chacune des lames en plusieurs compartiments communicants. Un des buts de Ila présente invention est de proposer une fabrication simplifiée des tubes chauffants, afin de réduire le prix de revient du radiateur sèche-serviette, sans réduction des performances thermiques dudit radiateur. 10 Un autre but de la présente invention est de proposer une conception des éléments constitutifs du radiateur permettant la réalisation de structures d'esthétiques variées tout en conservant la forme arborescente de ces sèche-serviettes. A cet effet, la présente invention concerne un radiateur sèche-serviettes de type 15 arborescent à fluide caloporteur, circulant à l'intérieur de tubes chauffants sensiblement horizontaux, chaque tube chauffant étant connecté d'une part à une conduite de distribution du fluide chauffé, par l'intermédiaire d'un orifice d'entrée disposé en vis-à-vis d'un orifice de distribution ménagé dans la paroi de la conduite de distribution, et d'autre part à une conduite de collecte du fluide 20 refroidi, par l'intermédiaire d'un orifice de sortie ménagé dans la paroi de la conduite de collecte, disposé en vis-à-vis d'un orifice de collecte, la ou lesdites conduite(s) de distribution et de collecte formant montant(s) de fixation des tubes chauffants, caractérisé en ce que les conduites de distribution et de collecte, disposées à proximité l'une de l'autre, sont réalisées sous forme de 25 conduites distinctes ou confondues sur au moins une partie de leur longueur, laissant libre au moins l'une des extrémités des tubes chauffants, et en ce que chaque tube chauffant comporte une chambre interne unique, sans cloisonnement, dans laquelle circule le fluide caloporteur. Il a été constaté de manière surprenante que malgré l'absence de 30 cloisonnement clans les tubes chauffants, et malgré l'absence de tubes connecteurs ("cigares") entre les extrémités distales de tubes chauffants adjacents, la température du fluide caloporteur s'homogénéise dans l'ensemble du radiateur, aussi rapidement que pour les radiateurs de l'art antérieur. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie de chaque tube chauffant sont ménagés à proximité de la même extrémité dudit tube chauffant. L'autre extrémité du tube chauffant est libre, et peut ainsi servir de support de serviettes par introduction latérale entre lesdites extrémités libres des tubes. Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie de chaque tube chauffant sont ménagés au niveau de la zone médiane dudit tube chauffant. Ainsi, il est possible de disposer les serviettes de part et d'autre des conduites de distribution et de collecte du fluide caloporteur sur les portions des tubes chauffants dépassant de part et d'autre. Différentes variantes peuvent être prévues pour les conduites de distribution et de collecte du fluide caloporteur. Selon une première variante, le radiateur comporte deux conduites séparées, l'une pour la distribution du fluide chauffé et l'autre pour la collecte du fluide refroidi, ces deux conduites formant les montants dudit radiateur. Selon une deuxième variante, les conduites de distribution et de collecte forment un élément tubulaire à double chambre, constituant un montant unique ; ainsi par exemple la première chambre constitue la conduite de distribution du fluide chauffé et la seconde chambre constitue la conduite de collecte du fluide refroidi. Selon une troisième variante, les conduites de distribution et de collecte sont confondues sur la totalité de leur longueur, formant une conduite commune (c'est-à-dire non compartimentée) et constituant un montant unique. On a alors une conduite unique. L'orifice d'entrée du fluide caloporteur chaud dans le tube chauffant est alors celui qui est situé à l'aplomb de la résistance chauffante ou de l'arrivée de fluide chaud depuis la conduite de chauffage central. De manière avantageuse, le diamètre des orifices d'entrée des tubes est 30 sensiblement identique quel que soit le tube chauffant. De même, il est avantageux que le diamètre des orifices de sortie des tubes soit sensiblement identique quel que soit le tube chauffant. Il est également préféré que la position des orifices ménagés dans les parois de chaque tube chauffant est sensiblement identique quel que soit le tube 5 chauffant. Ainsi, tous les tubes chauffants sont identiques entre eux en ce qui concerne la position des orifices et leur diamètre. Leur fabrication et leur manutention en est ainsi facilitée pour l'assemblage du radiateur. Selon un mode de réalisation avantageux, les orifices d'entrée et de sortie des 10 tubes chauffants sont de diamètre supérieur ou égal au diamètre des orifices de distribution et des orifices de collecte desdites conduites de distribution et de collecte. Enfin, pour faciliter encore l'homogénéisation générale de la température du fluide caloporteur dans l'ensemble du radiateur, il peut être prévu que les 15 orifices ménagés dans les parois des conduites de distribution et de collecte soient de taille variable, les diamètres des orifices disposés en partie supérieure du radiateur étant par exemple de taille inférieure aux orifices disposés en partie inférieure du radiateur. Il est également envisageable que les diamètres des orifices de la conduite de 20 distribution soient différents de ceux de la conduite de collecte. L'invention sera bien comprise à la lecture des exemples de réalisation qui suivent en référence aux figures annexées dans lesquelles : La figure 1 est une vue schématique en élévation d'un radiateur sèche-serviettes selon un premier mode de réalisation de l'invention ; 25 La figure 2 est une vue schématique en élévation d'un radiateur sèche-serviettes selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; La figure 3 montre un détail de raccordement d'un tube chauffant sur un montant unique selon une variante de l'invention ; La figure 4 est une coupe selon AA du raccordement de la figure 3 ; La figure 5 présente une autre variante de raccordement d'un tube chauffant sur des conduites distinctes ; La figure 6 est une coupe selon BB du raccordement de la figure 5 ; La figure 7 est une vue en élévation d'un radiateur selon l'art antérieur présentant les isothermes ; La figure 8 est une vue en élévation d'un radiateur selon la présente invention présentant les isothermes correspondantes. Comme visible sur les figures 1 et 2, le radiateur sèche-serviettes selon la présente invention, est de type arborescent. A la différence des radiateurs sèche-serviettes de type échelle, il présente un seul montant 3 servant de support aux tubes chauffants 4 sensiblement horizontaux. Dans le mode de réalisation selon la figure 1, le radiateur 1 comporte un montant 3 unique latéral, les tubes chauffants étant fixés sur ce montant 3 au niveau de l'une de leurs extrémités, laissant libre la seconde extrémité du tube pour y disposer les serviettes. Selon le mode de réalisation de la figure 2, le radiateur 2 comporte un montant 3 unique central, les tubes chauffants 4 étant fixés à ce montant au niveau de leur zone médiane, laissant libre les deux extrémités des tubes, pour servir de porte-serviettes. Dans ces radiateurs de type arborescent, les tubes chauffants horizontaux qui supportent les serviettes sont donc montés en porte-à- faux sur ce montant. La pose des serviettes est facile car il est possible de les disposer sur les tubes chauffants en les glissant latéralement. Les tubes chauffants 4 proprement dits sont réalisés sous forme de tubes cylindriques creux ou de lames aplaties, par exemple de section ovale ou rectangulaire. A l'intérieur de ces tubes chauffants circule le fluide caloporteur du radiateur. Ce fluide caloporteur circulant en boucle fermée peut être chauffé au moyen d'une résistance de type thermoplongeur 9, reliée à une alimentation électrique 10, placée dans la partie inférieure du montant 3. En variante, le fluide caloporteur peut être issu d'une installation de chauffage central. Le fluide caloporteur arrive au niveau des tubes chauffants 4 par une conduite de distribution du fluide chaud et repart des tubes chauffants par une conduite de collecte du fluide refroidi. Selon une variante présentée aux figures 3 et 4, les conduites de distribution et de collecte forment une conduite commune et constituent le montant 3 du radiateur. Le fluide caloporteur quitte cette conduite commune par un orifice 6 ménagé dans cette dernière et pénètre dans le tube chauffant 4 par un orifice d'entrée 5. Après avoir réchauffé le tube chauffant 4, le fluide caloporteur refroidi quitte ce tube chauffant 4 par un orifice 7 ménagé dans ledit tube chauffant et rejoint la conduite formant le montant 3 par l'orifice 8 ménagé dans ladite conduite en vis-à-vis de l'orifice 7. Le tube chauffant 4 est également entièrement creux et ne comporte aucun moyen de déflection ni compartiment qui forcerait le fluide à effectuer un circuit particulier à l'intérieur de ce dernier. De manière avantageuse, les orifices 5 et 7 ménagés dans le tube chauffant sont de diamètre égal ou supérieur à ceux des orifices (6, 8) ménagés dans la conduite formant montant 3. Ainsi, dans ce dernier cas (diamètre supérieur), pour optimiser encore la circulation du fluide dans le radiateur, sans introduire de moyens de déflection du fluide à l'intérieur des tubes chauffants, il est possible de modifier la section de passage du fluide (conditionnée par le diamètre le plus petit) de la conduite vers les tubes chauffants et vice-versa, en modifiant le diamètre d'au moins certains des orifices ménagés dans la conduite, et de préférence uniquement ces derniers, les orifices des tubes chauffants restant inchangés et avantageusement tous identiques. Selon une autre variante de l'invention schématisée aux figures 5 et 6, la conduite de distribution 11 du fluide caloporteur chauffé par une résistance 17 connectée à une alimentation électrique 18, amène le fluide chaud au tube chauffant 4 au moyen d'un orifice 13 ménagé dans ledit tube chauffant et d'un orifice 14 ménagé dans la conduite de distribution 11. Après refroidissement le fluide caloporteur refroidi quitte le tube chauffant 4 par un orifice 15 ménagé dans ledit tube chauffant et rejoint la conduite de collecte du fluide froid 12 par l'orifice de collecte 16 ménagé dans cette dite conduite de collecte. Dans cette variante, la conduite de distribution 11 et la conduite de collecte 12 sont disjointes, placées à proximité l'une de l'autre, de manière à constituer ensemble le montant 3 support du tube chauffant 4. Les conduites de distribution et de collecte peuvent être de section de forme variée, par exemple cylindrique, ovale ou rectangulaire. Pour des raisons esthétiques, elles sont placées de préférence à l'arrière des tubes chauffants 4 constituant la façade proprement dite du radiateur sèche-serviettes. Lorsque le tube chauffant 4 est une lame parallélépipédique, comme représenté par exemple sur les figures 3 et 5, les orifices 5 et 7 ou 13 et 15 peuvent être placés à des hauteurs différentes, par exemple les orifices d'arrivée 5 et 13 du fluide chaud peuvent être placés plus hauts que les orifices de sortie 7 et 15. Mais on a constaté des résultats similaires si l'on intervertit leur positionnement, c'est-à-dire lorsque les orifices 7 et 15 de sortie sont placés plus hauts que les orifices d'entrée 5 et 13. De même des résultats similaires ont été observés si l'on intervertit le positionnement l'une par rapport à l'autre des conduites de distribution et de collecte. Leur placement relatif par rapport à l'extrémité du tube chauffant n'est pas non plus déterminant. Les essais thermiques réalisés avec des radiateurs sèche-serviettes arborescents comportant des tubes chauffants 4 sous forme de lames et une conduite de distribution 11 du fluide chaud séparée de la conduite de collecte 12 du fluide refroidi sont présentés sur les figures 7 et 8. La figure 7 est un radiateur de l'art antérieur dans lequel le fluide caloporteur est forcé à parcourir un trajet longitudinal à l'intérieur de chaque lame selon une direction prédéfinie et dans un seul sens. A cet effet, les extrémités distales des lames sont ici reliées entre elles par des tubes de connexion appelés "cigares" 20 de façon à forcer le fluide à parcourir une lame puis une lame adjacente avant de regagner la conduite de collecte. Dans le radiateur sèche-serviettes selon la présente invention, présenté à la 30 figure 8, les tubes collecteurs "cigares" 20 sont absents et chaque lame est reliée, au niveau de l'une de ses extrémités, d'une part à la conduite de distribution 11 et d'autre part à la conduite de collecte 12. Des comparaisons ont été effectuées entre ces deux types de radiateur (les résultats sont schématisés sur les isothermes figures 7 et 8, les chiffres indiqués sont les températures relevées, exprimées en degrés Celsius). Le radiateur est à fonctionnement électrique, le fluide caloporteur est chauffé par une résistance chauffante disposée en partie inférieure de la conduite de distribution 11 et circule en circuit fermé dans l'ensemble du radiateur, formé par les tubes chauffants 4 et les conduites de distribution 11 et de collecte 12. Les diamètres des orifices, que ce soient des orifices d'entrée ou de sortie dans les tubes chauffants 4, et d'entrée ou de sortie des tubes de collecte, présentaient tous des diamètres identiques de 6 mm. Pour une puissance de 500 watts, il a été noté que la température maximale était de 75 °C alors que pour l'appareil de la figure 8, selon la présente invention, la température maximale atteinte était légèrement inférieure, à savoir de 72,1 °C. Le AT, c'est-à-dire la différence de température entre le point le plus chaud et le point le plus froid dans des zones bien définies, mesurées à trois hauteurs différentes, selon le cahier des charges NF Electricité Performance Catégorie C du LCIE (Laboratoire Central des Industries Electriques) a révélé que ce AT était de 24 °C pour le radiateur selon l'art antérieur alors qu'il est de 19,9 °C pour l'appareil selon la présente invention. Les temps de montée en température étaient de trois heures pour les deux appareils. On s'aperçoit donc que pour une même puissance, l'appareil selon la présente invention présente une température équivalente, voire plus homogène dans certains cas, comme visible sur les isothermes schématisées sur les figures 7 et 8. Dans un autre essai réalisé en comparant le même radiateur de l'art antérieur et le radiateur de la présente invention (présentés aux figures 7 et 8) pour lesquels les radiateurs sont reliés directement au réseau d'eau chaude de la maison, pour une puissance de 500 watts la température moyenne atteinte par le radiateur de l'art antérieur était de 53 °C et de 49 °C pour l'appareil selon la présente invention, c'est-à-dire une température légèrement inférieure assurant une meilleure sécurité pour l'usager. En ce qui concerne le temps de montée en température, il était de 12 minutes pour l'appareil de l'art antérieur alors qu'il est de 8 minutes seulement pour l'appareil selon la présente invention. On voit donc que le fluide caloporteur circule plus rapidement dans l'ensemble des tubes chauffants et permet une montée en température plus rapide qu'avec les radiateurs de l'art antérieur pour lesquels le fluide caloporteur est contraint de parcourir des trajets déterminés dans un sens ou dans l'autre du tube chauffant. Outre une simplification dans la construction des tubes chauffants qui sont donc tous identiques quel que soit leur position dans le radiateur, on obtient une homogénéisation plus rapide, notamment dans le cas des radiateurs reliés au chauffage central de l'habitation. REVENDICATIONS 1. Radiateur sèche-serviettes de type arborescent à fluide caloporteur, circulant à l'intérieur de tubes chauffants (4) sensiblement horizontaux, chaque tube chauffant (4) étant connecté d'une part à une conduite de distribution (11) du fluide chauffé, par l'intermédiaire d'un orifice d'entrée (5, 13) disposé en vis-à-vis d'un orifice de distribution (6, 14) ménagé dans la paroi de la conduite de distribution (11), et d'autre part à une conduite de collecte (12) du fluide refroidi, par l'intermédiaire d'un orifice de sortie (7, 15) ménagé dans la paroi de la conduite de collecte (12) disposé en vis-à-vis d'un orifice de collecte (8, 16), la ou lesdites conduite(s) de distribution et de collecte formant montant(s) (3) de fixation des tubes chauffants (4), caractérisé en ce que les conduites de distribution (11) et de collecte (12) sont disposées à proximité l'une de l'autre, laissant libre au moins l'une des extrémités des tubes chauffants (4), et en ce que chaque tube chauffant (4) comporte une chambre interne unique sans cloisonnement, dans laquelle circule le fluide caloporteur. 2. Radiateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'orifice d'entrée (5, 13) et l'orifice de sortie (7, 15) de chaque tube chauffant (4) sont ménagés à proximité de la même extrémité dudit tube chauffant (4). 3. Radiateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie de chaque tube chauffant (4) sont ménagés au niveau de la zone médiane dudit tube chauffant (4). 11 4. Radiateur selon l'une quelconque des revendications précédentes,caractérisé en ce que les conduites de distribution (11) et de collecte (12) forment un élément tubulaire à double chambre, constituant un montant (3) unique. 5. Radiateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les conduites de distribution (11) et de collecte (12) sont confondues sur la totalité de leur longueur, formant une conduite commune et constituant un montant unique. 6. Radiateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le diamètre des orifices d'entrée (5, 13) des tubes (4) est sensiblement identique quel que soit le tube chauffant (4). 7. Radiateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le diamètre des orifices de sortie (7, 15) des tubes (4) est sensiblement identique quel que soit le tube chauffant (4). 8. Radiateur selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que la position des orifices ménagés dans les parois de 20 chaque tube chauffant (4) est sensiblement identique quel que soit le tube chauffant (4). 9. Radiateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les orifices d'entrée (5, 13) et de sortie (7, 15) des tubes 25 chauffants (4) sont de diamètre supérieur ou égal au diamètre des orifices de distribution (6, 14) et des orifices de collecte (8, 16) desdites conduites de distribution (11) et de collecte (12).. Radiateur selon la revendication 9, caractérisé en ce que les orifices ménagés dans les parois des conduites de distribution (11) et de collecte (12) sont de taille variable, les diamètres des orifices disposés en partie supérieure du radiateur étant de taille inférieure aux orifices disposés en partie inférieure du radiateur. 13