Brevet FR3050092A1 — publié le 20171013

APPAREIL DE CHAUFFAGE ELECTRIQUE DOMESTIQUE COMPRENANT UN FIL CHAUFFANT MIS EN CONTACT PAR MOUSSE THERMOCONDUCTRICE La présente invention concerne le domaine des appareils de chauffage électrique domestiques, et porte en particulier sur un appareil de chauffage électrique domestique comprenant un fil chauffant mis en contact avec la paroi chauffante de l'appareil de chauffage par une mousse thermoconductrice. Les appareils de chauffage électrique domestiques à paroi chauffante existants comprennent généralement un fil chauffant fixé directement sur la face intérieure de la paroi chauffante, de telle sorte que la paroi chauffante rayonne vers l'extérieur la chaleur transmise par le fil chauffant. Cependant, la fixation directe du fil chauffant sur la face intérieure de la paroi chauffante ne permet pas de rendre maximal le transfert de chaleur entre le fil chauffant et la paroi chauffante et par conséquent limite la puissance dissipée par la paroi chauffante, la surface d'échange thermique entre le fil chauffant et la paroi chauffante étant limitée à l'épaisseur du fil chauffant. La demande internationale PCT W02011055028 Al décrit un dispositif de contact adapté pour améliorer la conductance thermique entre un appareil générateur de chaleur et un dispositif de dissipation thermique, comprenant essentiellement un élément conducteur thermique intercalaire disposé entre une surface de contact de l'appareil générateur de chaleur et une surface de contact du dispositif de dissipation thermique. Cependant, ce dispositif de contact est conçu pour le refroidissement des appareils d'électrotechnique de puissance du milieu industriel, tels que des redresseurs, des hacheurs, des variateurs ou des fours électriques, soumis à des courants 3050092 2 de haute intensité et nécessitant obligatoirement des dispositifs de dissipation thermique de type à ailettes afin de dissiper des températures élevées, et ainsi ce dispositif de contact n'est pas approprié pour des 5 appareils de chauffage électrique domestiques qui dissipent de la chaleur pour le chauffage d'une pièce et non pour le refroidissement de l'appareil. La présente invention vise à résoudre les inconvénients de l'état antérieur de la technique, en 10 proposant un appareil de chauffage électrique domestique comprenant un fil chauffant mis en contact avec la face intérieure de la paroi chauffante de l'appareil de chauffage par l'intermédiaire d'une mousse thermoconductrice, ce qui permet d'augmenter la surface 15 d'échange thermique entre le fil chauffant et la paroi chauffante et ainsi de rendre maximale la puissance dissipée par la paroi chauffante pour un encombrement donné. La présente invention a donc pour objet un 20 appareil de chauffage électrique domestique ayant une paroi chauffante, ladite paroi chauffante étant chauffée par un fil chauffant alimenté en énergie électrique et disposé à l'intérieur de l'appareil de chauffage électrique domestique, caractérisé par le fait que le fil chauffant 25 est mis en contact avec la face intérieure de la paroi chauffante par l'intermédiaire d'une mousse thermoconductrice. Ainsi, la mousse thermoconductrice permet d'augmenter la surface d'échange thermique entre le fil 30 chauffant et la paroi chauffante et ainsi de rendre maximale la puissance dissipée par la paroi chauffante pour un encombrement donné. 3050092 3 Selon un premier mode de réalisation de l'invention, la mousse thermoconductrice est agencée de manière à épouser la forme du fil chauffant. La mousse thermoconductrice peut ainsi épouser la forme du fil 5 chauffant dans la direction longitudinale du fil chauffant et/ou dans la direction orthogonale à la direction longitudinale du fil chauffant (direction axiale du fil chauffant). Ainsi, la mousse thermoconductrice permet 10 d'uniformiser la chaleur dissipée par le fil chauffant sur la paroi chauffante. Selon un second mode de réalisation de l'invention, le fil chauffant est noyé dans la mousse thermoconductrice. 15 Ainsi, la chaleur dissipée par le fil chauffant sur la paroi chauffante est rendue maximale et uniformisée en augmentant la surface d'échange entre le fil chauffant et la mousse thermoconductrice. Un isolant thermique peut être disposé sur la 20 face dite libre de la mousse thermoconductrice opposée à la face de la mousse thermoconductrice en contact avec la face intérieure de la paroi chauffante, pour réorienter le flux thermique allant vers la face libre vers la face de mousse thermoconductrice en contact avec la face intérieure de la 25 paroi chauffante. Selon une première variante de l'invention, la mousse thermoconductrice est agencée sous forme d'une couche collée sur la face intérieure de la paroi chauffante. La couche s'étend ainsi sur sensiblement toute 30 la surface de la face intérieure de la paroi chauffante. Ainsi, cela permet d'uniformiser davantage la chaleur dissipée sur la paroi chauffante. 3050092 4 Selon une seconde variante de l'invention, la mousse thermoconductrice est agencée sous la forme d'un cordon suivant le trajet du fil chauffant. La mousse suit ainsi uniquement le trajet du fil chauffant et ne s'étend 5 pas sur toute la surface de la face intérieure de la paroi chauffante, mais uniquement pour recouvrir le fil chauffant. Ainsi, cela permet de réaliser une économie de matière de mousse thermoconductrice et donc une économie 10 d'argent pour la fabrication de l'appareil de chauffage. Selon une caractéristique particulière de l'invention, la mousse thermoconductrice est l'une parmi une mousse de silicone chargé en céramique thermoconductrice, une mousse graphite et une mousse 15 d'aluminium. Selon une caractéristique particulière de l'invention, la paroi chauffante de l'appareil de chauffage électrique domestique est la façade de l'appareil de chauffage électrique domestique. 20 Selon une caractéristique particulière de l'invention, le fil chauffant est agencé au moins en partie en serpentin le long de la paroi chauffante. Ainsi, le fil chauffant permet de chauffer de manière uniforme la totalité de la paroi chauffante. 25 Selon une caractéristique particulière de l'invention, la paroi chauffante est en métal. Selon une caractéristique particulière de l'invention, l'appareil de chauffage électrique domestique comprend en outre un dissipateur thermique disposé sur la 30 face extérieure de la paroi chauffante. Ainsi, le dissipateur thermique permet d'améliorer la dissipation de chaleur de la paroi chauffante vers l'extérieur. 3050092 5 Selon une caractéristique particulière de l'invention, le dissipateur thermique est constitué d'ailettes de dissipation thermique. Ainsi, les ailettes permettent d'augmenter la 5 surface de contact de la paroi chauffante avec l'air extérieur afin d'améliorer la dissipation thermique. Pour mieux illustrer l'objet de la présente invention, on va en décrire ci-après, à titre illustratif et non limitatif, deux modes de réalisation préférés, avec 10 référence aux dessins annexés. Sur ces dessins : - la Figure 1 est une vue en perspective d'un appareil de chauffage électrique domestique selon l'invention ; 15 - la Figure 2 est une vue en coupe horizontale d'un appareil de chauffage selon un premier mode de réalisation de l'invention ; et - la Figure 3 est une vue en coupe horizontale d'un appareil de chauffage électrique domestique selon un 20 second mode de réalisation de l'invention. Si l'on se réfère aux Figures 1 et 2, on peut voir qu'il y est représenté un appareil de chauffage électrique domestique 1 selon un premier mode de 25 réalisation de la présente invention. L'appareil de chauffage électrique domestique 1 est fixé à un mur 2 à l'aide de quatre pattes de fixation 3, chaque patte de fixation 3 étant fixée au mur 2 par vissage. 30 L'appareil de chauffage électrique domestique 1 comprend une paroi chauffante 4, à savoir la façade de l'appareil de chauffage 1, et un caisson arrière 5. 3050092 6 Il est à noter que la paroi chauffante de l'appareil de chauffage 1 pourrait également être la paroi arrière de celui-ci, sans s'écarter du cadre de la présente invention. 5 Les quatre pattes de fixation 3 sont fixées respectivement au niveau des quatre angles du caisson arrière 5. L'appareil de chauffage 1 pourrait également être fixé au mur 2 par n'importe quel autre moyen de fixation, 10 sans s'écarter du cadre de la présente invention. Ce mode de fixation n'est qu'illustratif, et tout mode de fixation de l'appareil de chauffage 1 à une paroi entre dans le cadre de la présente invention. L'appareil de chauffage 1 pourrait également être monté sur pied et/ou sur roulettes, 15 sans s'écarter du cadre de la présente invention. La paroi chauffante 4 est chauffée par un fil chauffant 6 alimenté en énergie électrique par une alimentation électrique (non représentée sur les Figures), le fil chauffant 6 étant disposé à l'intérieur de 20 l'appareil de chauffage électrique domestique 1. Le fil chauffant 6 est agencé en serpentin le long de la paroi chauffante 4, mais pourrait également prendre un quelconque agencement le long de la paroi chauffante 4, sans s'écarter du cadre de la présente 25 invention. Le fil chauffant 6 possède une section circulaire de diamètre compris entre 2 et 6 mm. Le fil chauffant 6 est constitué d'une âme en fibre de verre et d'une gaine en silicone. 30 La paroi chauffante 4 est en métal, tel qu'en acier ou en aluminium. Le caisson arrière 5 est en métal, tel qu'en acier ou en aluminium. 3050092 7 Le fil chauffant 6 est mis en contact avec la face intérieure de la paroi chauffante 4 par l'intermédiaire d'une mousse thermoconductrice 7. Selon le premier mode de réalisation, la mousse 5 thermoconductrice 7 est agencée de manière à épouser la forme du fil chauffant 6, tout en étant agencée sous forme d'une couche collée sur sensiblement la totalité de la face intérieure de la paroi chauffante 4. Ainsi, la mousse thermoconductrice 7 permet 10 d'augmenter la surface d'échange thermique entre le fil chauffant 6 et la paroi chauffante 4 et ainsi de rendre maximale la puissance dissipée par la paroi chauffante 4, tout en permettant d'uniformiser la chaleur dissipée par le fil chauffant 6 sur la paroi chauffante 4. 15 Il est à noter que la mousse thermoconductrice 7 pourrait également être agencée sous la forme d'un cordon de manière à suivre le trajet du fil chauffant 6, sans s'écarter du cadre de la présente invention. La mousse thermoconductrice 7 est de préférence 20 une mousse de silicone chargé en céramique thermoconductrice, mais pourrait également être une mousse graphite ou une mousse d'aluminium. Si l'on se réfère à la Figure 3, on peut voir qu'il y est représenté un appareil de chauffage électrique 25 domestique 11 selon un second mode de réalisation de la présente invention. Les éléments communs entre le premier mode de réalisation de l'invention sur les Figures 1 et 2 et ce second mode de réalisation de l'invention portent le même 30 chiffre de référence auquel on a ajouté 10, et ne seront pas décrits plus en détail ici lorsqu'ils sont de structures identiques. 3050092 8 L'appareil de chauffage électrique domestique 11 selon le second mode de réalisation est identique l'appareil de chauffage électrique domestique 1 selon le premier mode de réalisation à l'exception du fait que le 5 fil chauffant 16 est noyé dans la mousse thermoconductrice 17, ce qui permet d'augmenter la surface d'échange entre le fil chauffant 16 et la mousse thermoconductrice 17. La couche de mousse thermoconductrice 17 possède de préférence une épaisseur comprise entre 1 et 10 mm. 10 Il est à noter que chacun des appareils de chauffage électrique domestiques 1 et 11 pourraient également comprendre un dissipateur thermique disposé sur la face extérieure de sa paroi chauffante 4, 14, le dissipateur thermique étant de préférence constitué 15 d'ailettes de dissipation thermique, sans s'écarter du cadre de la présente invention. De plus, chacun des appareils de chauffage électrique domestiques 1 et 11 pourrait en outre comprendre un corps de chauffe par convection disposé entre la paroi 20 chauffante 4, 14 et le caisson arrière 5, 15, sans s'écarter du cadre de la présente invention. Il est à noter que, la mousse thermoconductrice 7, 17 permettant de dissiper davantage de chaleur, on peut ainsi disposer sur la façade et sur le caisson arrière un 25 fil de chauffe, disposé dans une mousse thermoconductrice, pour s'affranchir du corps de chauffe par convection qui est relativement encombrant, ce qui permet de réduire l'épaisseur de l'appareil de chauffage électrique domestique 1, 11. 30 REVENDICATIONS1 - Appareil de chauffage électrique domestique (1 ; 11) ayant une paroi chauffante (4 ; 14), ladite paroi 5 chauffante (4 ; 14) étant chauffée par un fil chauffant (6 ; 16) alimenté en énergie électrique et disposé à l'intérieur de l'appareil de chauffage électrique domestique (1 ; 11), caractérisé par le fait que le fil chauffant (6 ; 16) est mis en contact avec la face 10 intérieure de la paroi chauffante (4 ; 14) par l'intermédiaire d'une mousse thermoconductrice (7 ; 17). 2 - Appareil de chauffage électrique domestique (1) selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la mousse thermoconductrice (7) est agencée de manière à 15 épouser la forme du fil chauffant (6). 3 - Appareil de chauffage électrique domestique (11) selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le fil chauffant (16) est noyé dans la mousse thermoconductrice (17). 20 4 - Appareil de chauffage électrique domestique (1 ; 11) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la mousse thermoconductrice (7 ; 17) est agencée sous forme d'une couche collée sur la face intérieure de la paroi chauffante (4 ; 14). 25 5 - Appareil de chauffage électrique domestique (1 ; 11) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la mousse thermoconductrice (7 ; 17) est agencée sous la forme d'un cordon suivant le trajet du fil chauffant (6 ; 16). 30 6 - Appareil de chauffage électrique domestique (1 ; 11) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que la mousse thermoconductrice (7 ; 17) est l'une parmi une mousse de silicone chargé en céramique 3050092 10 thermoconductrice, une mousse graphite et une mousse d'aluminium. 7 - Appareil de chauffage électrique domestique (1 ; 11) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé 5 par le fait que la paroi chauffante (4 ; 14) de l'appareil de chauffage électrique domestique (1 ; 11) est la façade de l'appareil de chauffage électrique domestique (1 ; 11). 8 - Appareil de chauffage électrique domestique (1 ; 11) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé 10 par le fait que le fil chauffant (6 ; 16) est agencé au moins en partie en serpentin le long de la paroi chauffante (4 ; 14). 9 - Appareil de chauffage électrique domestique (1 ; 11) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé 15 par le fait que la paroi chauffante (4 ; 14) est en métal, tel qu'en acier ou en aluminium. 10 - Appareil de chauffage électrique domestique (1 ; 11) selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que l'appareil de chauffage électrique 20 domestique (1 ; 11) comprend en outre un dissipateur thermique disposé sur la face extérieure de la paroi chauffante (4 ; 14). 11 - Appareil de chauffage électrique domestique (1 ; 11) selon la revendication 10, caractérisé par le fait 25 que le dissipateur thermique est constitué d'ailettes de dissipation thermique.