Brevet FR3035485A1 — publié le 20161028

- 1 - Elément chauffant à diffuseur rapporté, appareil de chauffage en faisant application et procédé de fabrication d'un tel élément chauffant. La présente invention concerne un élément chauffant à diffuseur rapporté ainsi qu'un appareil de chauffage faisant application d'un tel élément chauffant. Elle concerne encore un procédé de fabrication d'un tel élément chauffant. Lorsque deux éléments en contact sont soumis à des sollicitations thermiques différentes, une différence de température se crée entre ces deux éléments et un transfert thermique est établi de l'élément le plus chaud vers l'élément plus froid. Dans le but d'améliorer ce transfert thermique par conduction, il est essentiel d'améliorer le contact entre ces deux éléments. Or un échange de chaleur entre deux éléments a généralement pour conséquence un mouvement de ces deux éléments l'un par rapport à l'autre. Ce mouvement est la résultante de la cinétique de cet échange thermique. Dans le domaine particulier des appareils de chauffage, ces mouvements relatifs entre deux éléments constituant ces appareils de chauffage a pour conséquence une usure des appareils. De plus, le frottement des éléments lors de leur déplacement l'un par rapport à l'autre génère du bruit désagréable pour l'utilisateur. Pour remédier à ces inconvénients, plusieurs solutions ont été proposées. Par exemple, il a été proposé de lier métallurgiquement les deux éléments, par exemple en les soudant. Or, les solutions favorisant la continuité métallurgique de deux pièces soumises à des contraintes thermiques sont difficiles à mettre en oeuvre et sont contraignantes en termes de conception. Il a encore été proposé d'utiliser un élément intercalaire ayant pour objectif d'absorber les mouvements relatifs entre les deux pièces. Cependant, lorsqu'un élément supplémentaire est intercalé entre deux pièces, il se dilate différemment et est sujet à des contraintes mécaniques entrainant sa dégradation. 3035485 - 2 - Egalement, il a été proposé de faciliter le mouvement entre les deux éléments, par exemple par l'utilisation d'un lubrifiant. Or, de tels lubrifiants ne supportent pas les conditions d'utilisation (chaleur très importante...) et doivent être remplacés fréquemment. 5 Enfin, il est possible de choisir les matériaux constitutifs des pièces de sorte que le couple température-coefficient de dilation desdits matériaux minimise les mouvements de dilatation de l'une par rapport à l'autre. Toutefois, la mise au point de système prenant en compte les différences de coefficient de dilatation et de température entre deux matériaux n'est valable 10 que pour un régime de fonctionnement particulier, et n'est plus valable, par exemple lors de régimes transitoires. Un but de la présente invention est de proposer une solution permettant de maitriser le phénomène de dilatation lors d'un échange thermique par conduction entre deux pièces distinctes. 15 Selon l'invention, ce but est atteint grâce à un élément chauffant à diffuseur rapporté, remarquable en ce qu'il comprend : une résistance chauffante constituée d'un fourreau métallique entourant un fil résistif chauffant, ledit fourreau présentant, sur au moins une portion de sa surface externe, des éléments d'accrochage ; 20 - un diffuseur thermique configuré pour recevoir ladite résistance chauffante; ladite résistance chauffante et ledit diffuseur thermique étant solidairement liées. Un tel élément chauffant est une solution simple et peu coûteuse permettant d'améliorer le transfert thermique entre ses éléments constitutifs tout en réduisant leurs mouvements relatifs et par conséquent les problèmes d'usure 25 et de bruits qui en résultent. Selon un exemple de réalisation, les éléments d'accrochage sont constitués par des stries. 3035485 - 3 - Selon un mode de réalisation avantageux, la résistance chauffante présente des stries sur toute la longueur de son fourreau. Selon un mode de réalisation avantageux, le diffuseur thermique est constitué par une plaque en aluminium extrudé. 5 Selon un exemple de réalisation, la plaque de diffusion présente une rainure longitudinale apte à recevoir la résistance chauffante dont les bordures s'élèvent en saillie à partir de ladite plaque formant ainsi une section en U. Selon un mode de réalisation avantageux, les branches du U de la rainure sont dimensionnées pour pouvoir recouvrir la résistance chauffante lorsque cette 10 dernière est reçue dans ladite rainure. La présente invention concerne encore un appareil de chauffage remarquable en ce qu'il comporte un élément chauffant présentant l'une quelconque des caractéristiques susmentionnées. La présente invention concerne encore un procédé de fabrication d'un 15 élément chauffant comprenant une résistance chauffante et un diffuseur thermique, ce procédé étant remarquable en ce qu'il comporte : - une étape de striage de la résistance chauffante, et - une étape de liaison solidaire de la résistance chauffante et le diffuseur thermique. 20 Un tel procédé de fabrication permet de contrer les mouvements relatifs des deux éléments constitutifs de l'élément chauffant et de contraindre mécaniquement ces deux éléments en opposition au sens desdits mouvements. Selon un mode d'exécution, l'étape de liaison de la résistance chauffante et le diffuseur thermique est une étape de coulée dudit diffuseur thermique sur 25 ladite résistance chauffante. Selon un mode de mise en oeuvre, l'étape visant à rendre solidaire la résistance chauffante et le diffuseur thermique est une étape de sertissage. 3035485 - 4 - 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 : La figure 1 est une vue à caractère schématique en perspective éclatée 5 d'un exemple de réalisation de l'élément chauffant selon l'invention. La figure 2 est une vue partielle en coupe transversale de l'élément chauffant, avant sertissage de la résistance chauffante et du diffuseur. La figure 3 est une vue partielle en coupe transversale de l'élément chauffant, après sertissage de la résistance chauffante et du diffuseur. 10 La figure 4 est une vue de détail en coupe longitudinale de l'élément chauffant selon l'invention, après sertissage de la résistance chauffante et du diffuseur. La figure 5 est une vue partielle en coupe transversale d'un second exemple de réalisation de l'élément chauffant selon l'invention. 15 La figure 6 est une vue partielle en coupe transversale d'un troisième exemple de réalisation de l'élément chauffant selon l'invention. On se réfère auxdits dessins pour décrire des exemples intéressants quoique nullement limitatifs, de réalisation de l'élément chauffant à diffuseur rapporté selon l'invention ainsi que d'un appareil de chauffage faisant application 20 d'un tel élément chauffant, et de mise en oeuvre du procédé de fabrication d'un tel élément chauffant. L'élément chauffant 1 selon l'invention comprend une résistance chauffante 2 un diffuseur thermique 3. De manière connue en soi, la résistance chauffante 2 est constituée d'un 25 fourreau métallique 4 entourant un fil résistif chauffant 5, le fil résistif 5 et le fourreau 4 étant séparé par un élément d'isolation 6 généralement constitué par de la magnésie. Une telle résistance comporte encore à chacune de ses extrémités une tige de connexion électrique 7. 3035485 - 5 - Le fourreau métallique 4, de préférence cylindrique, est encore appelé tube de blindage. Selon une caractéristique intéressante de l'invention, il présente, sur au moins une portion de sa surface externe, des éléments d'accrochage 8. Ces éléments d'accrochage sont par exemple des stries. Selon 5 l'exemple de réalisation illustré à la figure 1, le tube blindé 4 présente des stries annulaires 5 sur toute sa longueur. Avantageusement, le diffuseur thermique 3 est constitué par une plaque ou tôle mince de diffusion 10, réalisée en tout matériau présentant de bonnes caractéristiques de diffusion thermique, par exemple une plaque exécutée en 10 aluminium extrudé. Le diffuseur thermique 3 est configuré pour recevoir ladite résistance chauffante striée 2. Selon l'exemple de réalisation non limitatif illustré, la plaque de diffusion 9 présente une rainure longitudinale 10 apte à recevoir la résistance chauffante 2. Les bordures 11 de la rainure 10 s'élèvent en saillie à partir de 15 ladite plaque 9, formant ainsi une section en U. Les bordures 11 formant les branches de la section en U sont dimensionnées pour pouvoir recouvrir la résistance chauffante 2 lorsque cette dernière est reçue dans ladite rainure 10. Selon d'autres exemples de réalisation, les éléments d'accrochage 8 sont constitués par d'autres formes que des stries ou par tout autre moyen permettant 20 de garantir une liaison solidaire mécanique entre le diffuseur thermique et la résistance chauffante. Par exemple, par oxydation de la surface du tube blindé 4, ou à l'aide d'un poinçon ou d'une empreinte quelconque permettant de définir un relief en surface dudit tube blindé 4. Ces stries ou autres éléments d'accrochage 8 sont exécutés sur le 25 diffuseur thermique de l'élément chauffant, et/ou sur le tube de blindage 4 dudit élément chauffant. La présente invention concerne encore un appareil de chauffage remarquable en ce qu'il comporte un élément chauffant 1 présentant l'une quelconque des caractéristiques susmentionnées. 3035485 - 6 - Selon le procédé de l'invention, la fabrication d'un élément chauffant 1 comprenant une résistance chauffante 2 et un diffuseur thermique 3, comporte : - une étape de striage de la résistance chauffante 2, et - une étape de liaison solidaire de la résistance chauffante 2 et le diffuseur 5 thermique 3. Selon un mode d'exécution, l'étape de liaison de la résistance chauffante striée 2 et le diffuseur thermique 3 est une étape de coulée dudit diffuseur thermique sur la résistance chauffante. Selon un mode de mise en oeuvre, l'étape visant à rendre solidaire la 10 résistance chauffante striée 2 et ledit diffuseur thermique 3 est une étape de sertissage. Selon le procédé de l'invention, le diffuseur thermique 3 épouse les éléments d'accrochage 8 de la résistance chauffante 2, contraignant mécaniquement cette dernière de sorte à contrer et à empêcher les mouvements 15 relatifs entre la résistance 2 et le diffuseur 3, lorsque ces derniers sont soumis à des sollicitations thermiques. Dans l'exemple de réalisation dans lequel le diffuseur thermique 3 est constitué par une plaque de diffusion 9 présentant une rainure longitudinale 10 apte à recevoir la résistance chauffante 2 dont les bordures 11 s'élèvent en saillie 20 à partir de la plaque 9, le sertissage de la résistance chauffante dans le diffuseur thermique se fait par rabattement desdites bordures 11 autour du fourreau de la résistance chauffante. Selon un autre mode de réalisation illustré à la figure 5, le diffuseur thermique est constitué par une plaque extrudée à l'intérieur de laquelle est 25 sertie la résistance chauffante 2. Selon un autre exemple de réalisation représenté à la figure 6, le sertissage de la résistance chauffante 2 dans la tôle constituant le diffuseur thermique est réalisé par déformation partielle de ladite tôle de sorte à former des 3035485 - 7 - doigts ou pattes de maintien. Selon un autre exemple de réalisation, la tôle est déformée sur toute la longueur de la résistance chauffante. REVENDICATIONS1. Elément chauffant (1), caractérisé en ce qu'il comprend : une résistance chauffante (2) constituée d'un fourreau métallique (4) entourant un fil résistif chauffant (5), ledit fourreau présentant, sur au moins une portion de sa surface externe, des éléments d'accrochage (8) ; un diffuseur thermique (3) configuré pour recevoir ladite résistance chauffante (2) ; ladite résistance chauffante et ledit diffuseur thermique étant solidairement liées. 2. Elément chauffant (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments d'accrochage (8) sont constitués par des stries. 3. Elément chauffant (1) suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la résistance chauffante (2) présente des stries (8) sur toute la longueur du fourreau (4). 4. Elément chauffant (1) suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le diffuseur thermique (3) est constitué par une plaque (9) en aluminium extrudé. 5. Elément chauffant (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la plaque de diffusion (9) présente une rainure longitudinale (10) apte à recevoir la résistance chauffante (2) dont les bordures (11) s'élèvent en saillie à partir de ladite plaque formant ainsi une section en U. 6. Elément chauffant (1) suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les branches (11) du U de la rainure (10) sont dimensionnées pour pouvoir recouvrir la résistance chauffante (2) lorsque cette dernière est reçue dans ladite rainure. 3035485 -9- 7. Appareil de chauffage caractérisé en ce qu'il comporte un élément chauffant (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6. 8. Procédé de fabrication d'un élément chauffant (1) selon l'une quelconque 5 des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte : une étape de striage de la résistance chauffante (2), et une étape de liaison solidaire de la résistance chauffante (2) et le diffuseur thermique (3). 10 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'étape de liaison de la résistance chauffante striée (2) et le diffuseur thermique (3) est une étape de coulée dudit diffuseur thermique sur ladite résistance chauffante. 10. Procédé suivant la revendication 9, caractérisé en ce que l'étape de 15 liaison de la résistance chauffante striée (2) et du diffuseur thermique (3) est une étape de sertissage.