Brevet FR3062895A1 — publié le 20180817

Dispositif de chauffage électrique domestique, en particulier du type sèche-serviettes Domaine technique 10 La présente invention concerne un dispositif de chauffage électrique domestique, et en particulier un radiateur électrique du type sèche-serviettes. Plus précisément, il s'agit d'un dispositif de chauffage à résistance électrique répartie. L'invention trouve des applications domestiques, notamment pour 15 l'équipement de salles d'eau. Le dispositif peut servir de chauffage ambiant, mais aussi de support de serviettes de bain, destiné à sécher les serviettes. Etat de la technique antérieure 20 On distingue les sèche-serviettes à fluide caloporteur et les sèche-serviettes à résistance électrique répartie. Les sèche-serviettes à fluide caloporteur présentent une résistance électrique localisée, généralement en position basse, et un fluide caloporteur permettant à transférer la chaleur produite par la résistance électrique vers différents éléments radiants. Les sèche-serviettes à résister, électrique répartie comportent une ou plusieurs résistances électriques permettant de transformer l'énergie électrique en énergie thermique. Les résistances électriques parcourent des barreaux 30 chauffants des sèche-serviettes. De préférence, plusieurs barreaux chauffants s'étendent de manière .47.ontale entre des montants verticaux. La fonction des barreaux chauffants est à la fois une fonction de radiateur, pour la diffusion de la chaleur produite par la ou les résistances de chauffage réparties, mais aussi, de manière accessoire, une 3062895 2 fonction de support pour des serviettes ou des vêtements que l'un souhaite faire sécher. La ou les résistances électriques de chauffage peuvent se présenter en particulier sous la forme d'un fil chauffant avec une puissance linéaire relativement modeste et parcou dispositif de chauffage. Une illustration de l'état de la technique peut être donnée par les documents suivants : FR 2 911 243 10 EP 1 381 255 EP 2 804516. Exp - de l'invention 15 La réalisation d'un dispositif de chauffage du type sèche-serviettes doit répondre à un certain nombre d'exigences, parfois contradictoires. On souhaite en effet obtenir les effets techniques suivants : - une montée en température rapide lors d'une mise en fonctionnement, 20 - une répartition uniforme de la chaleur sur les différents barreaux du sèche-serviettes, - une absence int chaud" c'est-à-c ature sensiblement orme pour chaque pan-Bali, - la possibilité de disposer aisément des serviettes sur les barreaux tout en onservant les propriétés de diffusion optimale de la chaleur, - une capacité de séchage rapide. A ces effets techniques que Ton souhaite optimiser, se rajoute un impératif de coût de fabrication réduit. 30 L'invention a ainsi pour but de proposer un dispositif de chauffage du type sèche serviettes permettant d'atteindre et d'optimiser les effets techniques mentionnés ci-dessus tout en garantissant une facilité de fabrication et un coût de production réduit. 3062895 u r atteindre ces buts, l'invoi Lion propose plus précisément un dispositif de chauffage électrique domestique comprenant : - au moins un barreau chauffant de section oblongue présentant au moins une face principale, - au moins une résistance électriqu. le barreau chaul la Conformément à l'invention: - la face principale du barreau chauffant présente deux zones convexes longitudinales séparées par une zone concave longitudinale, les zones convexes et la zone concave s'étendant le long du barreau, 10 - le barreau présente respectivement des cavités longitudinales internes coïncidant avec les zones convexes, et recevant la résistance électrique. Dans la description qui suit, la référence à un barreau chauffant, ne préjuge pas du nombre de barreaux chauffants du dispositif de chauffage. Le dispositif de 15 chauffage peut en effet être pourvu d'une pluralité de barreaux chauffants, préférentiellement parallèles entre eux. Par ailleurs, les termes "zone convexe" et "zone concave", bien que s'appliquant à la face principale du barreau chauffa legalement utilisés pour désigner les parties correspondantes de la parc eau chauffant, et par 20 extension, les parties correspondantes du barreau ch a lui-même. Les termes convexe et concave s'entendent du barreau vu de l'extérieur. Enfin, la redm fie résistance électrique de chauffage du barreau ne préjuge pas du n e résistances électriques logées dans le barreau chauffant. En particuli à simple titre d'exemple, le barreau chauffant peut 25 recevoir deux résistances électriques, une résistance étant logée dans chaque cavité. Le barreau chauffant peut également recevoir une seule résistance, repliée qui parcourt les deux cavités. Compte tenu de la forme oblongue du barreau, celui-ci peut présenter deux 30 faces principales, de préférence sensiblement verticales lorsque le dispositif de chauffage est fixé parallèlemem A un mur. L'une des faces ncipales est généralement exposée à la vue utilisateur du dispositif de chauffage, tandis que l'autre face est généralement tournée vers un le mur ou un support sur lequel est fixé le dispositif de chauffage, dans le cas d'une installation usuelle. 3062895 4 La structure du barreau chauffant présentant deux zones convexes et une zone concave, longitudinales, peut être conférée, dans ce cas, à l'une des faces seulement, par exemple la face exposée, ou aux deux faces principales. Les lignes d'apex des zones convexes, de même que la ligne de fond de la zone concave sont situées sur la face principale et sont parallèles entre elles. Ainsi, l'alternance des zones convexes et concave donne à la face principale une forme de vague s'étendant perpendiculairement à un axe du barreau. La zone concave est en dépression sur la face principale du barreau pa. ,apport aux zones convexes. Elle évite notamment qu'une serviette suspendue au barreau ne recouvre entièrement la face principale du barreau, mais permet de ménager un espacement entre la serviette et une partie du barreau, de manière à favoriser la diffusion de la chaleur. 15 De manière préférentielle, la face principale du barreau chauffant peut présenter une courbure continue, c'est-à-dire sans arrête vive, entre les zones convexes et la zone concave. Cette forme facilite la production du barreau chauffant et lui confère accessoirement une certaine esthétique. Les zones convexes du barreau s'apparentent dans ce cas à de simples renflements du 20 barreau. mentionné ci-dessus, des cavités internes long ries lux parties convexes du barreau. Le barreau chauffant comprend eités, qui s'étendent sur sa longueur. Les cavités peuvent 25 dre-elles ou non. A ,..i im.lue cavité est associée une résistance électrique, ou une portion de résistance électrique, permettant de chauffer le barreau. La résistance électrique se présente, par exemple sous la forme d'un ou plusieurs fils conducteurs chauffants, électriquement isolés. La forme générale du barreau chauffant et la répartition de la ou des résistances électriques dans les cavités permet d'augmenter la rapidité et 3062895 l'efcité du chauffage tout un ens améliorée de la répartition de la chaleur. De manière très avantageuse, chaque cavité interne du barreau peut comporter un guide de réception de la résistance électrique. Le guide de réception peut remplir plusieurs fonctions. Une première fonction peut être de faciliter l'introdi, mi de la résistance électrique ou de la portion de résistance électrique dans chaque cavité du barreau ^rs de sa fabrication ou lors de l'assemblage du dispositif de chauffage. 10 Une deuxième fonction peut être de maintenir la résistance électrique respectivement dans chaque cavité. Une troisième fonction peut être de loger la résistance électrique et de garantir un couplage the,...ique efficace et uniforme de la résistance électriquf avec la paroi du barreau chauffant. 15 Le guide de réception de la résistance électrique peut être simplement inséré dans la cavité correspondante du barreau chauffant. Toutefois, et selon une réalisation préférée du dispositif de chauffage, le guide de réception de la résistance électrique peut être solidaire d'une paroi du barreau chauffant 20 Le fait de rendre le guide de réception solidaire de la paroi J barreau permet d'augmenter l'efficacité du couplage thermique avec le barn- En particulier le guide de réception de la résistance de chauffage peut être solidaire d'une partie de la paroi formant la face principale du barreau chauffant dans la zone convexe respective. Dans ce cas une dissipation rapide de la chaleur 25 est assurée, notamment en raison de la forme de vague de la face principale. Par ailleurs, et selon un perfectionnement, le guide de réception peut former respectivement à l'intérieur de la cavité du barreau un logement fermé. On considère que le logement est fermé lorsqu'il entoure entièrement la 30 résistance électrique de chauffage prise selon sa section. Ceci ne préjudicie pas à la présence d'une ouverture logement en ses extrémités, c'est-à-dire aux extrémités du barreau chauffant, permettant notamment l'introduction de la résistance électrique dans le guide de réception que constitue le logement. 3062895 6 Le guide de réception Forme d'un logement fermé permet non seulement un guidage améli a résistance électrique dans la cavité correspondante du barreau chauff ais aussi un couplage thermique optimum en évitant la présence de « points chauds » le long du barreau. Selon une autre possibilité, le guide de réception peut également présenter une section en forme de C avec une fente longitudinale ouverte vers la cavité interne du barreau chauffant. La fente longitudinale peut être mise à profit, par exemple, pour le passage d'un outil d'insertic le résistance électrique. Par 10 ailleurs, la forme en C, essentiellement circulaire, permet d'adapter au mieux le guide de réception à une résistance électrique de section circulaire, pour une transmission optimisée de la chaleur produite par la résistance électrique de chauffage vers la paroi du barreau. 15 De manière avantageuse, le guide de réception de la résistance chauffante peut être formé d'une seule pièce avec la paroi du barreau chauffant, en particulier par co-extrusion avec le barreau chauffant. Le guide de réception de la résistance électrique de chauffage et la paroi du 20 barreau chauffant peuvent être réalisés en un matériau choisi parmi l'acier, l'aluminium ou encore un alliaae à base d'aluminium. Le guide de rél de la résistance électrique et I 'eau sont de préférence réalisés da matériau notamment lorsqu'ils sont réalisés simultanément et d'une se par extrusion. 25 Dans une réalisation pi.....zulièrement simple, le barreau chauffant peut être un barreau droit s'étendant parallèlement à son axe. A titre d'alternative, et essentiellement pour des raisons esthétiques, le barreau peut également être cintré, par exemple selon un plan de cintrage perpendiculaire à la face principale. 30 Jn dispositif de chauffage confo,m, 'invention peut comporter de préférence une pluralité de barreaux chauffants s'étendant parallèlement entre eux et étant solidaires d'une paire de montants, perpendiculaires aux barreaux hauffants. Afin de pourvoir utiliser les barreaux chauffants comme support de 3062895 7 serviettes, le dispositif de chauffage t'et de préférence configuré pour une disposition sensiblement horizontale des barreaux de chauffage. Dans ce cas les montants s'étendent de manière essentiellement verticale. Les s, et/ou les barreaux peuver as de fixe-- ales prévues poi xation du dispositif de chauffai le paroi de i race verticale. D'autres caractéristiques et avantages de !Invent,- ressortiront de Ir 10 description qui suit, en référence aux figures des dessins. uette description es donnée à titre purement illustratif et non limitatif. 15 Brève description des figures La figure I est une vue de face, en légère perspective, d'une partie d'un dispositif de chauffage conforme à l'invention. 20 La figure 2 est un vue en perspective et en couoe arreau chauffa.... d'un dispositif de chauffage conforme à ' Pilai.' I ère possibilité de réalisation d'un tel barreau. 25 La figure 3 est une vue en perspective et upe d'un tronçon de barreau *iauffant d'un dispositif de chauffage confc illustrant une autre possibilité de réalisation d'un tel barreau. La figure 4 est une coupe transversale d'un barreau d'un dispositif de 30 chauffage conforme à l'invention, illustrant encore une autre possibilité de réalisation d'a ^arreau. 3062895 ures sont représentées en échelle fibre. Description détaillée de modes de mise en oeuvre de l'invention Dans la description qui suit des parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures sont repérées avec les mômes signes de référence, de manière à pouvoir se reporter d'une figure à l'autre. 10 La figure I mc in dispositif de cnauffage électrique 10 conforme à l'invention. Le dispositif de chauffage électrique 10 comprend une pluralité de barreaux chauffants 12, parallèles entre eux. Les herrAgal ne ni lts 12 forment un radiateur pour la dissipation de la chaleur itent entre eux des 15 espacements permettant d'y accrocher pel notamment des serviettes ou des vôtemen Le dispositif de chauffage peut ainsi avoir une double fonction de chauffa de l'air amble^. et de séchage de serviettes, par exemple. 20 Les barreaux 12 sont fixés par leurs extrémités respectives à deux montants latéraux 14a, 14b, dont la disposition préférée est une disposition verticale. L'un ues montants latéraux 14b, est pourvu d'une interface de commande 16 Ju dispositif de chauffage permettant à un utilisateur de commander, voire de 25 programmer, le fonctionnement du dispositif de chauffage, et d'ajuster une puissance de chauffage souhaitée. L'interface de commande 16 est reliée à une source d'alimentation électrique non représentée, telle que par exemple un réseau d'alimentation électrique 30 domestique. L'interface de commande 16 est également reliée à une ou plusieurs résistances électriques de chauffage 44 qui parcourent les barreaux. Sur la figure 3062895 1 les résistances électriques de chauffage 44 sont représentées de manière partielle et symbolique en trait mixte. Les résistances électriques 20 sont reliées à l'interface de commande 16 par termédiaire de conducteurs électriques. chauffants ou r me._ à l'intérieur des montants, et en particulier I Il commande. Dans l'exemple de la figure 1, l'ensemble des résistances électriques de chauffage parcourant les barreaux sont connectées en série. D'autres modes de connexion sont également envisageables, et en particulier une connexion 10 individuelle en parallèle des résistances électriques de chauffage de chaque barreau chauffant. - raui )arreau chauffant du dispositif de chauffage 10 de la figure 1 préser principale 30 exposée à la vue d'un utilisateur dans le cas d'une 15 installatioi du dispositif de chauffage sur une paroi ou un mur d'une salle d'eau. La fac cipale 30 s'étend sensiblement selon un plan parallèle au plan contenant les barreaux 12 et les montants latéraux 14a, 14b. Les barreaux et les montants latéraux 14a, 14b du dispositif de chauffage 20 de la figure 1 sont droits. Comme le montre la figure 1, des barreaux chauffantsl2 présentg, it une section oblongue, plus ou moins aplatie, avec, sur la face principale 30 des renflements longitudinaux. Les renflements forment sur la face principale des 25 zones convexes 32a, 32b longitudinales, c'est-à-dire des zones convexes qui s'étendent le long du barreau chauffant, sensiblement d'une extrémité du barreau I l'extrémité opposée. Les extrémités du barreau sont comprises ici comme les extrémités tournées vers les montants latéraux 14a, 14b. Les zones convexes 32a, 32b sont séparées par une zone concave longitudinale 34, médiatrice. La 30 zone concave 34 forme une dépression longitudinale le long du barreau sur la face principale 30, entre les zor ixes. De préférence, et c Ime montre la figure 1 le barreau présente une symétrie par rapport à un le symétrie bissecteur passant par la zone conca 3062895 10 La structure des barreaux chauffants peut être mieux comprise encore en se reportant à la figure 2 qui montre un barreau avec une coupe en l'une de ses extrémités. La coupe permet de constater la forme générale oblongue du barreau avec sur sa face principale 30 deux zones convexes 32a, 32b séparées par une zone concave 34. La face principale présente ainsi une forme de vague entre les bords 36 de rayon de courbure le plus petit. On peut observer que la face principale 10 présente une courbure douce et continue, sans arête vive, entre les bords 36 du barreau chauffant et les zones convexes 32 de même qu'entre les zones convexes 32 et la zone concave 34 en creux. une deuxième face barreau 12 opposée à la face principale, et 15 désignée par "face opposée" dans la suite de la description est sensiblement plane entre les bords 36. Les bords 36 sont compris comme les parties du barreau reliant la face Principale à la face oppo' i harreau chauffant '.es bords 36 corresporr"» -ils zones de rayon de le plus faible. minverse de la figure 1, E mieux faire apparaître la ire interne de la face principale 20 du barreau ( rnt, décrite plus loin, la face principale 30 est tournée vers l'arrière sur le ive de la fige andis que la face opposée 31 ei 14A )ective de la iutiug ce Les renflements des zones parties convexes de la face principale du barreau chauffant 12 correspondent, comme le montre la figure 2, à des cavités internes 40a, 40b. Les cavités s'étend ildiheilsment le long du barreau chauffant, et -le manière sensiblement parant 41 du barreau. L'axe 41 est compris lune ligne de milieu du barn int par un plan de symétrie bissecteur lu É eau. 30 Les cavités internes 40a, 40b du barreau, creuses pou, entiel, communiquent entre elles dans la zone concave 34 du barreau. On peut noter que chaque cavité présente un logement, de section sensiblement carrée, venant d'une seule pièce avec la paroi du barreau, et situé sensiblement à l'apex du 3062895 11 de la zone convexe correspondante. Les logements s'étendent long itr )ment, le long du barreau et sont fermés par rapport aux cavités internes 40a, 40b, hormis en leurs extrémités. Les logements constituent des guides de réception 42a, 42b recevant des résistances électriques de chauffage Adu, Dans l'exemple de la figure 2, deux résistances électriques de chauffage 44a, 44b filiformes sont insérées dans les guides de réception 42a, 42b, et permettent, I elles soni intées en énergie, de chauffer le barreau. Elles 10 confèrent au oarreau son caractere chauffant. Les résistances électriques de chauffage 44a, 44b sont ici des résistances avec une double gaine d'isolation électrique, de manière à garantir une parfaite isolation électrique avec le barreau chauffant dont les parois métalliques sont 15 conductrices électriques. A titre de variante, les deux résistances électriques de chauffage peuvent être remplacées par une seule résistance chauffante 44 parcourant à la suite les deux guides de réception. Cette variante est suggérée par une ligne en trait mixte 20 sur la figure 1. La disprmition des résistances de chauffage dans les guides de réception, et l'emplacement des guides de réception dans les cavités des zones convexes du barreau chauffant assurent, comme évoqué précédemment, un chauffage rapide 25 et uniforme du barreau et une bonne diffusion de la chaleur. Ils réduisent également le risque de formation de "points chauds". Les résistances électriques de chauffage 44a, 44b peuvent être insérées librement dans les guides de déception. En effet la section des guides de 30 réception 42a, 42b n'est pas ajustée sur les résistances électrique mais est choisie suffisante pour une insertion aisée des résistances. Un matériau de remplissage peut être éventuellement prévu pour combler l'espacement ménagé entre les résistances électriques de chauffage et les parois des guides de réception 42a, 42b. 3062895 12 La figure 3 illustre des variantes de réalisation d'un barreau chauffant pour le dispositif de chauffage. figure 3 n'est pas droit. Il s'agit d'un barreau cintré su, .a Ion ment cintré dans un plan de symétrie bissecteur passant par l'a 1...'axe du barreau, défini comme une ligne de milieu, est ici une ligne le cintrage du barreau. Tout comme les barreaux des figures précédentes, le barreau de la figure 3 présente sur une face principale 30, deux zones convexes 32a, 32b séparées par une zone concave 34. Le barreau présente également des cavités internes 40a, 40b correspondant aux zones convexes. 15 Chaque cavité interne 40a, 40b est pourvue respectivement d'un guide de réception 42a, 42b pour une résistance électrique de chauffage. n rairement à la figure 2 les guides de réception 42a, -mi. terreau de la figure 3 ne se présentent pas sous la forme de logements fermés 20 de i carrée. Les guides de réception 42a, 42b du barreau chauffant de la figure 3 se présentent sous la forme de cornières s'étendant longitudinalement le long des cavités du barreau, parallèlement à son axe 41. Les guides de réception 42a, 42b sont formés d'une seule pièce avec la paroi du barreau, par co-extrusion. On liement % guides de récE a, 42b sont ménagés nor raroi de la tacet cipale 30, mais sur paroi de la face opposée 31, ess 9nt plane. 30 Des barreaux conformes à la 3 peuvent étre associés à des montants latéraux pour former un dispositif de chauffage comparable à la figure 1. 3062895 13 ire 4 moi ma en coupe encore une autre possibilité de réalisation u un barreau i. Elle permet également de mieux voir la forme en vague de la face avant 30 du barreau entre les zones convexes 32a, 32b et la zone concave 34. Le barreau de la figure 4 comprend deux guides de réception 42a, 42b, formés d'une seule pièce avec la paroi du barreau, et ménagés sensiblement à l'apex des zones convexes 32a, 32b. Les guides de réception 42a, 42b présentent une section arrondie, en forme de C, avec une fente longitudinale 45a, 45b ouverte respectivement vers les cavités internes 40a, 40b correspondant aux zones convexes 32a, 32b. 10 On peut observer que les guides de réception 42a, 42b sont solidaires de la paroi du barreau le long d'un côté opposé à la fente longitudinale 45a, 45b, avec une symétrie par rapport à un plan bissecteur de la fente longitudinale. Cette configuration permet également une transmission optimisée de la chaleur paroi GU carreau 12. 15 La fente longitudinale présente une ouverture suffisante pour faciliter l'insertion des résistances électriques de chauffage, non représentées, par exemple, en autorisant le passage d'un outil d'inse e résistances. L'ouvArture de la fente longitudinale est par ailleurs suffisarrill gym faible pour interdii ur sortie inopinée des résistances électriques de chauffage. 20 25 REVENDICATIONS1) Dispositif de chauffage électrique domestique comprenant : - au moins un barreau chauffant (12) de section oblongue présentant au une face principale (30), - au moins une résistance électrique (44, 44a, 44b) parcourant le barreau chauffant (12), caractérisé en ce que : - la face principale (30) du barreau chauffant (14 deux zones convexes (32a, 32b), longitudinales, séparées par une zone cc longitudinale (34), les zones convexes et la zone concave s'étendant le long du barreau, - le barreau chauffant (12) présente respectivement des cavités longitudinales internes (4 b) coïncidant avec les zones convexes, et recevant 15 la résistance électrique (44, 44a, 44b). iispositif selon la revendication 1, dans leQuel chaque cavité interne (40a, nd un en keptic 42b) de la résistance 20 3) Dispositif selon la revendication 2, dans lequel le guide de réception (42e, 42b) est solidaire d'une paroi du barreau c nt (12). 4 ositif selon la revendication 3, dans lequel le guide de réception (42a, 25 42b) e aire d'une partie de la paroi formant la face principale (30) du barreau chauffant (12) dans la zone convexe respective (32a, 32b). ) uispositif électrique selon l'une des revendications 2 â 4, dans lequel le guide de réception (42a, 42b) est formé d'une seule pièce avec la paroi du barreau 30 chauffant. 6) Dispositif sbluil la revendication 5, dans lequel le guide de réception (42a, 42b) et la paroi du barreau chauffant (12) sont réalisés en un matériau choisi parmi l'acier, l'aluminium et un alliage à base d'aluminium. 3062895 15 7) Dispositif sel( lune quelconque des revendications 2 à 6, dans lequel le guide de réception ( a, 42b) forme respectivement à l'intérieur de la cavité interne (40a, 40b) du barreau chauffant (12), un logement fermé. 8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, dans lequel le guide de réception (42a, 42b) présente une section en forme de C avec une fente longitudinale ouverte vers la cavité interne (40a, 40b) du barreau chauffant (12). 10 )ispositif »h 'conque c Idications précéaentes, dans lequel la face principale barreau chai (12) présente une courbure continue entre les zones convexes (32a, 32b) et la zone concave (34). Ion l'une quelconque des rayer -icédentes, dans lequel le barr ffant est l'un parmi un barreau droit et barreau cintré. 11) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant uni alité de barreaux chauffants (12), les barreaux chauffants s'étendant paralielement entre eux et étant solidaires d'une paire de montants 20 (14a, 14b), perpendiculaires aux barreaux chauffants (12)