Brevet FR2912277A1 — publié le 20080808

Appareil de chauffage électrique L'invention concerne un appareil de chauffage électrique. Par appareil de chauffage électrique, on entend un appareil générant de la chaleur quel que soit son mode de diffusion, par rayonnement, conduction ou convection Plus précisément, l'invention concerne un appareil de chauffage électrique dont l'élément chauffant est un élément souple, tel qu'un câble ou un film chauffant et la façade est une façade métallique. Un but de l'invention est d'augmenter la sécurité des utilisateurs face aux risques d'électrocution associés à l'utilisation de tels appareils de chauffage électrique. Les éléments chauffants souples, tels que les câbles ou les films chauffants, sont actuellement utilisés comme source calorifique dans certains appareils de chauffage électrique. En effet, la souplesse de ces éléments chauffants permet de les intégrer dans la façade métallique des appareils de chauffage électrique, par exemple par collage ou soudure, ce qui assure une haute réactivité desdits appareils. Par réactivité, on entend la vitesse de transmission de la chaleur depuis l'élément chauffant jusqu'à la façade de l'appareil de chauffage électrique, à partir duquel la chaleur rayonne dans l'ensemble du volume du local muni dudit appareil de chauffage électrique. Par ailleurs, l'élément chauffant étant au contact de la façade de l'appareil de chauffage électrique sur toute la surface de ladite façade, ledit appareil de chauffage électrique présente une bonne homogénéité de température. Un élément chauffant souple est le plus souvent composé d'un alliage de métaux fusibles. Le point de fusion d'un tel élément chauffant est généralement compris entre 300 C et 600 C. Par point de fusion, on entend la température à laquelle un corps solide passe de l'état solide à l'état liquide. Dans la mesure où, dans un appareil de chauffage électrique, l'élément chauffant travaille à des températures relativement basses, le plus souvent inférieures à 100 C, et afin de conserver la souplesse de l'élément chauffant, il est connu d'entourer ledit élément chauffant d'une gaine isolante électriquement dont un point de fusion est relativement bas, le plus souvent inférieur à 300 C. L'élément chauffant conserve ainsi une souplesse suffisante pour pouvoir par exemple être replié sur lui-même et prendre différentes formes souhaitées selon la façade d'appareil électrique considérée. De plus, les risques d'électrocution sont faibles puisque la gaine isolante électriquement entoure entièrement l'élément chauffant, interdisant tout contact direct entre l'élément chauffant et la façade métallique de l'appareil de chauffage électrique. Cependant, en cas de surchauffe de l'élément chauffant, la gaine isolante, fusible à une température inférieure à la température de fusion de l'élément chauffant, peut fondre. Lorsque la gaine isolante électriquement, collée à la façade de l'appareil de chauffage électrique, fond l'élément chauffant peut venir au moins localement en contact direct avec la façade métallique de l'appareil de chauffage électrique. La façade de l'appareil de chauffage électrique est alors mise sous tension, et des utilisateurs peuvent être électrocutés s'ils viennent à toucher ladite façade métallique sous tension. Dans l'invention, on cherche à fournir un appareil de chauffage électrique, ou radiateur, utilisant un générateur de chaleur souple, dans lequel les risques d'électrocution par mise sous tension de la façade métallique du radiateur sont supprimés. Pour cela, l'invention propose de disposer une barrière isolante supplémentaire entre le générateur de chaleur, entouré de la gaine isolante électriquement, et la façade métallique du radiateur. Cette barrière, de faible épaisseur, permet d'interdire tout contact électrique entre l'élément chauffant et la façade métallique du radiateur, même en cas de fonte totale ou partielle de la gaine isolante protégeant le générateur de chaleur. La barrière comporte au moins un élément intermédiaire en matériaux isolant dont la température de fusion est supérieure à la température de fusion de la gaine isolante. Bien entendu, la barrière isolante peut également avoir une température de fusion supérieure à la température de fusion du générateur de chaleur. Du fait de sa température de fusion supérieure à celle de la gaine, et de sa position entre la gaine et la façade métallique, la distance entre la façade et le générateur de chaleur est maintenue, même en cas de fonte de l'isolant. Par fonte, on entend une dégradation totale ou partielle de la gaine, telle que ladite gaine ne peut plus remplir sa fonction d'isolant électrique. Lors d'une surchauffe du radiateur selon l'invention, ledit radiateur est donc disjoncté sans que la façade métallique en contact avec les utilisateurs n'ait été mise sous tension. Préférentiellement, la barrière est de faible épaisseur, de manière à ne pas pénaliser la réactivité du radiateur et l'homogénéité de température de la façade dudit radiateur. La barrière isole électriquement et limite thermiquement l'impact de la surchauffe du générateur de chaleur sur la façade du radiateur. La barrière selon l'invention peut entourer entièrement l'élément chauffant et sa gaine isolante souple, ou être limitée à tout ou partie de la surface de contact entre le générateur de chaleur et la façade du radiateur. L'invention a donc pour objet un appareil de chauffage électrique comprenant une façade avant métallique, au moins un élément chauffant entouré d'une gaine isolante électriquement, caractérisé en ce qu'il est muni d'un écran intermédiaire disposé entre la façade avant métallique et la gaine isolante de l'élément chauffant, l'écran intermédiaire comportant un isolant dont la température de fusion est strictement supérieure à la température de fusion de la gaine isolante électriquement. Selon des exemples de réalisation de l'appareil de chauffage électrique de l'invention, il est possible de prévoir tout ou partie des caractéristiques supplémentaires suivantes : - la température de fusion de la gaine isolante électriquement est strictement inférieure à la température de fusion de l'élément chauffant. - l'isolant de l'écran intermédiaire forme des éléments d'attache ponctuels reliant l'élément chauffant à la façade avant métallique. - l'isolant de l'écran intermédiaire forme une plaque, ladite plaque étant accolée par une première face contre la façade avant métallique et par une deuxième face contre l'élément chauffant. - l'écran intermédiaire comporte une lame d'air. - l'écran intermédiaire comporte une enveloppe entourant l'élément chauffant, ladite enveloppe étant en matériau étanche à l'air. - l'écran intermédiaire comporte une plaque en matériau conducteur, accolée à l'élément chauffant, et une lame d'air disposée entre la plaque en matériau conducteur et la façade avant métallique. - la façade arrière est reliée à la masse. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Celles-ci sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. Les figures représentent : - figures 1 à 5 : différentes représentations schématiques partielles en coupe longitudinale d'un appareil de chauffage électrique selon l'invention. Dans les exemples selon les figures 1, 2, 3, 4 et 5, un appareil de chauffage 1 selon l'invention est représenté. L'appareil de chauffage 1 comporte une façade avant 2 métallique. Par façade avant 2, on entend la face de l'appareil de chauffage 1 dirigée vers l'intérieur du local dans lequel l'appareil de chauffage 1 est disposé. Par exemple, et comme cela est représenté sur les figures 1 et 3, l'appareil de chauffage 1 est accroché à une paroi du local, par une face arrière 13, opposée à la façade avant 2. Dans un autre exemple de réalisation, l'appareil de chauffage 1 peut être accroché à la paroi du local par l'intermédiaire d'une autre carcasse. L'appareil de chauffage électrique 1 comporte également un élément chauffant 3 tel qu'un câble, un film chauffant ou un corps de chauffe d'une autre nature. Par exemple, cet élément chauffant 3 est souple de manière à ce qu'on puisse lui donner toutes sortes de formes, selon la forme de la façade avant 2. Par exemple, l'élément chauffant 3 est un câble disposé en nappe, de manière recouvrir la surface centrale de la façade avant 2 de l'appareil de chauffage 1 électrique. Une gaine 4 isolante électriquement entoure l'élément chauffant 3. La température de fusion de la gaine 4 isolante est strictement inférieure à la température de fusion de l'élément chauffant 3. Par exemple, la température de fusion de la gaine 4 isolante est d'environ 100 C, tandis que la température de fusion de l'élément chauffant 3 est d'environ 300 C. La gaine 4 isolante fusible est apte, lors d'un fonctionnement normal de l'appareil de chauffage 1 électrique, à isoler électriquement l'élément chauffant 3 de la façade avant 2 métallique. L'appareil de chauffage 1 électrique selon l'invention est par ailleurs muni d'un écran intermédiaire 5, disposé entre la gaine 4 isolante fusible et une face intérieure 7 de la façade avant 2 métallique, à laquelle l'élément chauffant 3 transmet la chaleur. Par face intérieure de la façade, on entend la face dirigée vers l'intérieur de l'appareil de chauffage électrique. Dans le cas où l'élément chauffant 3 connaîtrait une surchauffe entraînant la fusion au moins partielle de la gaine 4 isolante, l'écran intermédiaire 5 permet de maintenir la façade avant 2 isolée électriquement de l'élément chauffant 3. Dans l'exemple de réalisation représenté à la figure 1, l'écran intermédiaire 5 comporte des éléments d'attache 11 permettant de relier l'élément chauffant 3 à la façade 2 de l'appareil de chauffage électrique 1 selon l'invention. Ces éléments d'attache 11 sont réalisés dans un matériau isolant fusible dont la température de fusion est strictement supérieure à la température de fusion de la gaine isolante 4. Par exemple, la température de fusion des éléments d'attache 11 est d'environ 200 C, alors que la gaine a une température de fusion d'environ 100 C. Les éléments d'attache 11 sont ponctuels, c'est-à-dire qu'ils ne relient qu'en certains points la façade avant 2 à l'élément chauffant 3. Entre deux éléments d'attache 11 adjacents ponctuels, une lame d'air 8 sépare la façade avant 2 de l'élément chauffant 3. En cas de fonte de la gaine isolante 4 les éléments d'attache 11 ponctuels, dont la température de fusion est supérieure à la température de fusion de la gaine isolante 4, permettent de maintenir une distance suffisante entre l'élément chauffant 3 et la façade avant 2. Les éléments d'attache 11 servent de cale de séparation assurant le maintien de la distance entre la façade avant 2 et l'élément chauffant 3. Dans l'exemple représenté à la figure 1, la gaine isolante 4 est accolée à la façade arrière 13 de l'appareil de chauffage électrique 1, par laquelle ledit appareil 1 est accroché à la paroi du local. Aussi, lorsque la gaine 4 fond, l'élément chauffant 3 vient en contact avec la façade arrière 13 qui est reliée à la masse. L'appareil de chauffage électrique 1 est alors disjoncté, sans aucun risque d'électrocution pour les utilisateurs. En effet, les utilisateurs n'ont accès lors d'une utilisation telle que préconisée de l'appareil de chauffage 1, qu'à la façade avant 2 qui reste isolée électriquement de l'élément chauffant 3. Dans un autre exemple de réalisation, et tel que représenté à la figure 3, la façade arrière 13 est reliée à un détecteur/comparateur 14. Dès que la façade arrière 13 est mise sous tension et atteint par exemple 220V, du fait du contact avec l'élément chauffant 3, le détecteur/comparateur 14 coupe le courant alimentant l'élément chauffant 3. Là encore, les risques d'électrocution des utilisateurs sont supprimés. Dans l'exemple représenté à la figure 2, l'écran intermédiaire 5 est formé d'une plaque 6 isolante, réalisée dans un matériau électriquement isolant, dont la température de fusion est strictement supérieure à la température de fusion de la gaine isolante 4. La plaque 6 a une faible épaisseur de manière à ne pas pénaliser la transmission de chaleur depuis l'élément chauffant 3 jusqu'à la façade métallique 2. Par épaisseur, on entend la dimension de la plaque 6 isolante comprise entre la face intérieure 7 de la façade métallique 2 et la gaine isolante 4 de l'élément chauffant 3. Par exemple, la plaque 6 a une épaisseur comprise entre 0,5 mm et 1,5 cm. Préférentiellement, la plaque 6 a une épaisseur d'environ 2 mm. Dans l'exemple représenté à la figure 2, la plaque 6 s'étend sur toute la surface de recouvrement entre la façade avant 2 métallique l'élément chauffant 3, c'est-à-dire le long de la surface de l'élément chauffant 3 en contact avec la façade avant 2. La plaque 6 est accolée par une première face 9 à la face intérieure 7 de la façade métallique 2, et par une deuxième face 10 à la gaine isolante 4 de l'élément chauffant 3. Dans un autre exemple de réalisation, la plaque 6 isolante peut ne courir que sur une surface de recouvrement partielle entre la façade avant 2 et l'élément chauffant 3, une lame d'air partielle séparant la façade avant 2 et l'élément chauffant 3 sur le reste de la surface de recouvrement. La plaque 6 isolante sert ici de moyen d'attache de l'élément chauffant 3 à la façade avant 2. Dans l'exemple représenté à la figure 3, l'écran intermédiaire 5 comporte une plaque 6 réalisée par exemple dans un matériau isolant dont la température de fusion est supérieure à la température de fusion de la gaine isolante 4, et une lame d'air 8. Par lame d'air 8, on entend une couche d'air. Une face avant 9, ou première face, de la plaque 6 isolante n'est pas accolée à la face intérieure 7 de la façade métallique 2 mais est séparée de ladite façade métallique 2 par la lame d'air 8. Une face arrière 10, ou deuxième face, de la plaque 6 est accolée à la gaine isolante 4 de l'élément chauffant 3. Des éléments d'attache 11 ponctuels permettent de fixer la plaque 6, et donc l'élément chauffant 3, à la façade avant 2. Dans un autre exemple de réalisation et dans la mesure où la plaque est séparée de la façade avant 2 métallique par une lame d'air 8 et les éléments d'attache 11, ladite plaque peut ne pas être réalisée dans un matériau isolant, mais au contraire former une plaque métallique conductrice. Les éléments d'attache 11 sont alors en matériau isolant électriquement. Dans ce cas, en plus d'éliminer les risques d'électrocution dus à une mise sous tension de la façade avant lors d'une surchauffe de l'élément chauffant 3, on élimine également les risques de décharges capacitives pouvant engendrer une décharge électrique entre la façade avant 2 et la main d'un utilisateur. En effet, les charges électriques accumulées par la façade métallique 2 ne s'évacuent plus vers la terre au travers du corps de l'utilisateur, la façade électrique étant isolée électriquement du circuit d'alimentation électrique de l'élément chauffant 3 grâce à cette plaque métallique 6. Sur la figure 4 est représenté un autre exemple de réalisation de l'appareil de chauffage 1 selon l'invention. L'écran intermédiaire 5 est formé d'une enveloppe 12, entourant entièrement l'élément chauffant 3 et la gaine 4 isolante. L'enveloppe 12 est accolée à la face intérieure 7 de la façade avant 2, de sorte qu'elle relie ladite façade avant 2 à l'élément chauffant 3 tout en les séparant électriquement. L'enveloppe 12 est réalisée dans un matériau isolant électriquement et étanche à l'air, dont la température de fusion est supérieure à la température de fusion de la gaine isolante 4. En utilisant un tel matériau étanche à l'air, on élimine les risques de combustion de la gaine 4 isolante lors d'une surchauffe de l'élément chauffant 3. Dans l'exemple représenté à la figure 5, l'écran intermédiaire 5 comporte d'une part l'enveloppe 12, qui cerne entièrement l'élément chauffant 3 et la gaine 4 isolante, et d'autre part une lame d'air 8. La lame d'air 8 est disposée entre la face intérieure 7 de la façade avant 2 et l'enveloppe 12. Dans la mesure où l'enveloppe 12 est séparé physiquement de la façade avant 2 métallique par la lame d'air 8, ladite enveloppe 12 peut être réalisée en acier ou autre matériau conducteur électriquement et étanche à l'air, puisque les risques d'électrocution sont éliminés. Par ailleurs l'utilisation d'une telle enveloppe 12 métallique permet d'éliminer les risques de décharge capacitive et autres effets électromagnétiques. Dans ce cas les éléments d'attache 11 reliant l'enveloppe 12 métallique à la façade avant 2 métallique sont en matériau isolant électriquement dont la température de fusion est supérieure à la température de fusion de la gaine 4 isolante. Les éléments d'attache 11 sont par exemple disposés ponctuellement entre la face intérieure 7 de la façade 2 métallique et la surface externe de l'enveloppe 12 dirigée vers la face intérieure 7 de la façade 2 métallique. Bien entendu, si l'enveloppe 12 est dans un matériau isolant électriquement et dont la température de fusion est supérieure à la température de fusion de la gaine 4, les éléments d'attache 11 peuvent être réalisés dans n'importe quel matériau, l'isolation électrique entre l'élément chauffant 3 et la façade avant 2 métallique étant garantie par l'enveloppe 12. Dans tous les cas, l'écran intermédiaire 5 disposé entre la façade 2 métallique de l'appareil de chauffage 1 et la gaine 4 isolante fusible de l'élément chauffant 3 interdit tout contact électrique entre l'élément chauffant 3 et la façade métallique 2, même en cas de surchauffe de l'élément chauffant 3 et fusion au moins partielle de la gaine 4 isolante. Un tel écran intermédiaire peut également être utilisé pour des appareils de chauffage 1 dont l'élément chauffant est rigide. REVENDICATIONS 1- Appareil de chauffage électrique (1) comprenant une façade avant (2) métallique, au moins un élément chauffant (3) entouré d'une gaine (4) isolante électriquement, caractérisé en ce qu'il est muni d'un écran intermédiaire (5) disposé entre la façade avant métallique et la gaine isolante de l'élément chauffant, l'écran intermédiaire comportant un isolant dont la température de fusion est strictement supérieure à la température de fusion de la gaine isolante électriquement. 2- Appareil de chauffage électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la température de fusion de la gaine isolante électriquement est strictement inférieure à la température de fusion de l'élément chauffant. 3- Appareil de chauffage électrique selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que l'isolant de l'écran intermédiaire forme des éléments d'attache (11) ponctuels reliant l'élément chauffant à la façade avant métallique. 4- Appareil de chauffage électrique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'isolant de l'écran intermédiaire forme une plaque (6), ladite plaque étant accolée par une première face (9) contre la façade avant métallique et par une deuxième face (10) contre l'élément chauffant. 5- Appareil de chauffage électrique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'écran intermédiaire comporte une lame d'air (8). 6- Appareil de chauffage électrique selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'écran intermédiaire comporte une enveloppe (12) entourant l'élément chauffant, ladite enveloppe étant en matériau étanche à l'air. 7- Appareil de chauffage électrique selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'écran intermédiaire comporte une plaque en matériau conducteur, accolée à l'élément chauffant, et une lame d'air (8) disposée entre la plaque en matériau conducteur et la façade avant métallique. 8- Appareil de chauffage électrique selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la façade arrière (13) dudit appareil de chauffage électrique est reliée à la masse.