Brevet FR3035197A1 — publié le 20161021

Élément chauffant à inertie thermique. La présente invention concerne un élément chauffant à inertie thermique, plus particulièrement un élément chauffant à inertie destiné à équiper un appareil de chauffage. Les éléments chauffants à inertie utilisés actuellement tels que des céramiques ou des fontes ont des caractéristiques radiatives bonnes avec des émissivités élevées. Un inconvénient de ces éléments chauffants est le fait que ces éléments ont les mêmes caractéristiques radiatives sur les faces avant et arrière ce qui génère des pertes thermiques au dos d'un appareil de chauffage dans lequel elles sont introduites. De plus, ces éléments chauffants comportent une source de chaleur constituée par une résistance électrique directement en contact avec le matériau inertiel constituant ces éléments chauffants à inertie. Cette disposition du matériau à inertie de sorte à englober la résistance électrique empêche un transfert direct de chaleur entre la source de chaleur et l'utilisateur de l'appareil de chauffage. Un but de la présente invention est de proposer des éléments chauffants exempts des inconvénients susmentionnés. Selon l'invention, ce but est atteint grâce à un élément chauffant à inertie destiné à équiper un appareil de chauffage remarquable en ce qu'il comprend : - une source de chaleur, préférentiellement électrique ; une coque apte à être chauffée par la source de chaleur et définissant au moins un compartiment destiné à recevoir un matériau à inertie, cette coque étant configurée, d'une part, pour transmettre directement la chaleur à son environnement extérieur et, d'autre part, pour conduire la chaleur au matériau à inertie. Un tel élément chauffant possède une meilleure réactivité et une plus grande capacité inertielle que les éléments chauffants existants, permettant ainsi de limiter les variations brutales de température. Selon un exemple de réalisation, la source de chaleur est constituée par une résistance électrique chauffante. Selon un mode de réalisation avantageux, la coque définit deux compartiments disposés de part et d'autre de la résistance électrique chauffante. 3035197 2 Selon un exemple de réalisation avantageux, chaque compartiment est cloisonné de sorte à former une pluralité de canaux thermiques dans lesdits compartiments. Selon un mode de réalisation avantageux, le matériau à inertie contenu dans le compartiment est un solide tel que de la céramique, de la fonte, ou un liquide tel qu'un fluide caloporteur, ou une combinaison d'un matériau à inertie solide et d'un matériau à inertie liquide ou un matériau à changement de phase. Selon un exemple de réalisation avantageux, le matériau à inertie contenu dans le ou les compartiments est de la roche de silice pure, calcinée et broyée à granulométrie variable. Selon un exemple de réalisation avantageux, la coque est réalisée en tout matériau présentant de bonnes caractéristiques de conduction thermique et de faible émissivité. Selon, un exemple de réalisation préféré, la coque est réalisée dans un matériau ayant une émissivité comprise entre 0 et 0,5. Selon un mode de réalisation préféré, la coque est constituée par un profilé en aluminium. Selon un exemple de réalisation avantageux, les compartiments sont ouverts à au moins l'une de leurs extrémités pour permettre le remplissage du matériau à inertie et coopèrent avec un dispositif de fermeture. Selon un exemple de réalisation avantageux, l'élément chauffant à inertie est fermé à chacune de ses extrémités par un dispositif de fermeture et est configuré pour pouvoir être fixé à l'intérieur d'un appareil de chauffage par l'intermédiaire de moyens de fixation dont sont munis lesdits dispositifs de fermeture. Selon un exemple de réalisation avantageux, le dispositif de fermeture est réalisé dans un matériau dont le coefficient de dilatation est inférieur à celui du matériau dans lequel est réalisée la coque. La présente invention concerne encore les appareils de chauffage comprenant au moins un élément chauffant à inertie comportant au moins l'une des caractéristiques susmentionnées. Les buts, caractéristiques et avantages ci-dessus, et d'autres encore, ressortiront mieux de la description détaillée qui suit et des dessins annexés dans lesquels : 3035197 3 La figure 1 est une vue en perspective d'un exemple de réalisation de l'élément chauffant à inertie selon l'invention. La figure 2 est une vue en coupe transversale de l'élément chauffant à inertie de la figure 1. On se réfère auxdits dessins pour décrire des exemples intéressants quoique nullement limitatifs, de réalisation de l'élément chauffant à inertie selon l'invention. L'élément chauffant à inertie 1 selon l'invention comprend : - une source de chaleur 2 par exemple constituée par une résistance électrique ; - une coque 3 apte à être chauffée par la source de chaleur et définissant au moins un compartiment 4 destiné à recevoir un matériau à inertie 5. La coque 3 est configurée, d'une part, pour transmettre de la chaleur à son environnement extérieur et, d'autre part, pour conduire la chaleur au matériau à inertie et chauffer ce dernier. De manière avantageuse, lorsque l'élément chauffant selon l'invention possède un seul compartiment 4, ce dernier est configuré de sorte à être centré sur la source de chaleur 2, de sorte que ce dernier chauffe uniformément ledit compartiment ainsi que le matériau à inertie 5 qu'il renferme. Selon l'exemple illustré, la coque 3 définit deux compartiments 4 disposés de part et d'autre de la résistance électrique 2. Ces compartiments présentent une section de forme pétaloïde dont la largeur décroit en s'éloignant de la résistance chauffante 2. De la sorte, cette forme particulière rend la température de surface de la source de chaleur 2 plus homogène dans les phases de chauffage car la quantité de matière à inertie est plus importante à l'endroit où le potentiel de stockage de chaleur est plus important, c'est-à-dire à proximité de ladite source de chaleur. Ce potentiel décroit en s'éloignant de ladite source de chaleur de sorte que, inversement, la quantité de matière à inertie est moins importante à l'endroit où le potentiel de stockage de chaleur est le moins important, c'est-à-dire à distance de ladite source de chaleur. Selon un exemple de réalisation non illustré, chaque compartiment 4 est cloisonné de sorte à former une pluralité de chambres à l'intérieur de chaque compartiment 4. De telles cloisons définissent des canaux thermiques dans les compartiments 4 permettant d'augmenter la conductivité thermique dans le matériau inertiel. 3035197 4 De manière avantageuse, la coque 3 est réalisée en tout matériau présentant de bonnes caractéristiques de conduction thermique et une faible émissivité. Selon un mode de réalisation avantageux, ladite coque 3 est réalisée dans un matériau présentant une émissivité comprise entre 0 et 0,5. Préférentiellement, ladite coque est constituée par un profilé en aluminium. De plus, pour augmenter la surface d'échange thermique de l'élément chauffant selon l'invention, au moins une portion de ladite coque 3 présente une surface rugueuse définissant des vaguelettes ou ailettes, améliorant ainsi le transfert thermique entre l'élément chauffant et son environnement. Dans un mode de réalisation, le matériau à inertie 5 contenu dans les compartiments 4 est un solide tel que de la céramique ou de la fonte. Dans un autre mode de réalisation, le matériau à inertie est un liquide tel qu'un fluide caloporteur (par exemple une huile végétale ou minérale). Dans encore un autre mode de réalisation, les compartiments 4 reçoivent une combinaison d'un matériau à inertie solide et d'un matériau à inertie liquide ou d'un matériau à changement de phase. Dans un mode de réalisation préféré, le matériau inertiel 5 est de la roche de silice pure, calcinée et broyée à granulométrie variable. En effet, la roche de silice pure est un matériau présentant de bonnes qualités inertielles. De plus, la granulométrie variable permet d'optimiser le remplissage des compartiments 4. L'élément chauffant ainsi réalisé est tel que la source de chaleur 2 n'est pas en contact direct avec le matériau à inertie 5. De la sorte, la source de chaleur 2 chauffe dans un premier temps la coque 3, puis la chaleur est stockée dans le matériau inertiel, ce qui procure une meilleure réactivité de l'élément chauffant selon l'invention. Avantageusement, les compartiments 4 sont ouverts à au moins l'une de leurs extrémités pour permettre le remplissage du matériau à inertie et coopèrent avec un dispositif de fermeture 6, encore appelé bouchon dans le présent exposé. Ces bouchons 6 sont réalisés dans un matériau dont le coefficient de dilatation est inférieur à celui du matériau dans lequel est réalisée la coque 3, de sorte à améliorer la fermeture des compartiments 4 par la réaction de dilatation des matériaux constituant l'élément chauffant à inertie 1 lors de sa montée en température. De préférence, les bouchons 6 destinés à fermer les compartiments 4 à au moins l'une de leurs extrémités sont réalisés en acier. En effet, la coque étant préférentiellement réalisée en aluminium, elle présente un coefficient de dilatation supérieur à celui des 3035197 bouchons exécutés en acier. Ainsi, lorsque l'élément chauffant à inertie 1 chauffe, l'aluminium constituant la coque chauffe et se dilate de manière plus importante que l'acier constituant les bouchons ce qui a pour effet d'améliorer la fermeture des compartiments 4. Cette configuration permet d'assurer une bonne étanchéité des compartiments 4. Toutefois, pour améliorer cette étanchéité, les compartiments sont munis de joints d'étanchéité. Dans un mode de réalisation, les bouchons 6 sont fixés, à demeure ou de manière amovible à la coque 3, par exemple par sertissage ou vissage. De manière avantageuse, le dispositif de fermeture comporte des moyens de fixation (non représentés) permettant la fixation de l'élément chauffant à inertie selon l'invention à l'intérieur d'un appareil de chauffage. L'émissivité de l'élément chauffant selon l'invention est réglable et orientable grâce à différents traitements de surface connus en soin tels que peinture, sablage, décrochage chimique, etc. La présente invention concerne encore les appareils de chauffage comprenant au moins un élément chauffant à inertie comportant au moins l'une des caractéristiques susmentionnées. REVENDICATIONS1. Élément chauffant à inertie (1) destiné à équiper un appareil de chauffage, caractérisé en ce qu'il comprend : une source de chaleur préférentiellement électrique (2) ; une coque (3) apte à être chauffée par la source de chaleur (2) et définissant au moins un compartiment (4) destiné à recevoir un matériau à inertie (5), ladite coque étant configurée, d'une part, pour transmettre de la chaleur à son environnement extérieur et, d'autre part, pour conduire la chaleur au matériau à inertie (5). 2. Élément chauffant à inertie (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la coque (3) définit deux compartiments (4) disposés de part et d'autre de la source électrique chauffante (2). 3. Élément chauffant à inertie (1) suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le matériau à inertie (5) contenu dans le ou les compartiments (4) est un solide tel que de la céramique, de la fonte, ou un liquide tel qu'un fluide caloporteur, ou une combinaison d'un matériau à inertie solide et d'un matériau à inertie liquide ou un matériau à changement de phase. 4. Élément chauffant à inertie (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le matériau à inertie (5) contenu dans le ou les compartiments (4) est de la roche de silice pure, calcinée et broyée à granulométrie variable. 5. Élément chauffant à inertie (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la coque (3) est réalisée en tout matériau présentant de bonnes caractéristiques de conduction thermique et une faible émissivité. 6. Élément chauffant à inertie (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que la coque (3) est réalisée dans un matériau comprenant une émissivité comprise entre 0 et 0,5. 7. Élément chauffant à inertie (1) selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que la coque (3) est constituée par un profilé en aluminium. 3035197 7 8. Élément chauffant à inertie (1) suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les compartiments (4) sont ouverts à au moins l'une de leurs extrémités pour permettre le remplissage du matériau à inertie (5) et coopèrent avec un dispositif de fermeture (6). 9. Élément chauffant à inertie (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif de fermeture (6) est réalisé dans un matériau dont le coefficient de dilatation est inférieur à celui du matériau dans lequel est réalisée la coque (3). 10. Élément chauffant à inertie (1) suivant l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que le dispositif de fermeture (6) comporte des moyens de fixation. 11. Élément chauffant à inertie (1) suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il est fermé à chacune de ses extrémités par un dispositif de fermeture (6) et est configuré pour pouvoir être fixé à l'intérieur d'un appareil de chauffage par l'intermédiaire des moyens de fixation dont sont munis lesdits dispositifs de fermeture. 12. Appareil de chauffage, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément chauffant à inertie réalisé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.