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Perfectionnements aux dispositifs de chauf- fage électrique.
La présente addition a pour objet des perfection- -nements aux dispositifs de chauffage à résistanoe éleo.. trique, utilisés en particulier pour la cuisine ou cer- tains chauffages spéciaux, du type faisant l'objet du bre- vet principal; elle concerne plus particulièrement les moyens employés pour supporter et protéger les éléments enveloppés de feuilles métalliques.
Les différents objets de la présente addition sont lessuivants: réaliser des moyens perfectionnés pour suppor- ter et fixer les éléments dans leur position de travail; réaliser des moyens pour isoler lesdits éléments au point de vue calorifique, tant qu'ils ne sont pas surchauffés, et pour évacuer automatiquement l'excès de chaleur dès que la température devient trop élevée, de façon à éviter la fusion de l'enveloppe; réaliser un élément perfection- né pouvant s'adapter sur une cuisinière ordinaire ou sur tout autre type de farneau, sans avoir à modifier en quoi
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que ce soit la structure de l'appareil de chauffage.
D'autres avantages de' l'invention apparaîtront dans la description qui va suivre, en se référant au dessin annexé, qui représente les différents perfectionnements appliqués à un élément pouvant être monté sur une ouisi- nière, et aussi dans le cas d'un dispositif de chauffage ordinaire.
Dans oe dessin :
La figure 1 est une vue en plan avec arrachement partiel d'un élément formé de deux anneaux.
La figure 2 eat une coupe du dispositif de la figure 1.
La figure 3 est une vue en plan du dessous de l'un des éléments annulaires.
La figure 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la fig. 3.
La figure 5 montre une variante de réalisation.
Les figures 6 et 7 montrent d'autres modes de réa- lisation.des supports.
L'élément de chauffage employé se compose d'une résistance électrique I, noyée dans une masse de matière réfractaire isolante 2, serrée à l'intérieur d'une enve- loppe en feuille métallique 3. Le métal choisi dans oe but dépend de la température nécesire et de la dépense admissible, les meilleures substances à employer étant d préférence certains alliages de métaux du groupe du fer et du chrome. Cette enveloppe présente une face dont la forme est choisie de façon à correspondre à celle du récipient ou objet à chauffer, c'està-dire que, pour les besoins généraux de la cuisine, cette face s.era plane, l'enveloppe sera réalisée en général en deux parties réunis entre elles en 4 ,, sur la face opposée à la face de travail.
L'enveloppe peut-être annulaire ou sans fin, comme représenté à la fig. 3 ou bien peut se termi-
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ner par une extrémité fermée comme à la fige 5 ; dans ce cas elle peut être circulaire, rctilage ou présenter tout autre forme appropriée.
A titre d'exemple,pour le cas le plus général d'emploi, on a réprésenté un élément destiné à être monté sur un fonrne et comprenant une plaque circulaire en fon te 5, destinée à être montée avec un certain jeu dans une ouverture 6 d'un dessus de fourneau 7, la face su- périeure de cette plaque présentant des cavités annulaires concentriques, pour recevoir les éléments A et B. Le bord de cette plaque présente des saillies espacées, étroites et en forme de cornière 8, destinées à réduire la surface de contact, et par suite la perte de chaleur transmise à la partie 7. Sur le fond de la plaque est fixé, par exem- ple au moyen de boulons 9, une enveloppe 10 en tôle, sa' daptant à l'intérieur d'un rebord II destiné à protéger l'appareil contre l'introduction de matières étrangères .
Une languette 12,faisant corps avec l'enveloppe et re- courbée vers l'extérieur, porte des vis isolées 13 ayant toute forme appropriée pour servir de bornes de prise de courant, auxquelles les extrémités des conducteurs sont attachées. Un couvercle 14 de forme appropriée, est monté par dessus cette languette, de préférence au moyen des mêmes boulons 9. Un coussin en matière calorifuge est disposé à l'intérieur de l'enveloppe, de préférence à une certaine distance, relativement petite, du iond de la plaque 5.
Chacun des éléments est pourvu de deux bornes 15, vissées et isolées de l'enveloppe de façon appropriée, comme par exemple au moyen de rondelles en mica 16 et qui sont reliées aux extrémités de la résistance électrique I.
Lorsque les éléments sont annulaires, le fond des cavités qui les recoivent présentant des ouvertures 17 pour le passage de ces bornes, et, lorsqu'il existe plusieurs oa-
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vités ou rainures, ces ouvertures sont disposées le plus loin possible les unes des autres.
Les éléments sont également pourvus d'un dispositif de fixation, de préférence de rivets 18, présentant une sorte de queue ae carpe et ayant aes têtes plates, minces et larges 19, disposées dans les cavités 20, embouties dans le fond de l'enve loppe. Des trous 21 sont pratiqués dans le fond des rainures pour permettre le passage avec jeu de ces rivets, la partie supérieure de ces trous étant alésée en 22 de façon à recevoir la partie emboutie des éléments. Les extrémités extérieures des rivets sont éoartées à la manière de goupilles, après avoir dispo- sé les rondelles 23. De cette façon, les éléments sont fixés sur la plaque sans être serrés trop fortement pour pouvoir se dilaterou se contracter par rapport à celle- ci.
Il est possible d'employer d'autres modes de fi- xations, tels que le boulon 18a, de la fig. 5, dont la tê- te est soudée à l'enveloppe. Mais outre le danger de voir la tête se séparer de l'enveloppe, on risque, au moment du montage, que le serrage soit trop énergique, ce qui est beaucoup moins à craindre avec un rivet tel que re- présenté.
La profondeur de la partie alésée 22-n'est jamais plus grande que la hauteur de la partie emboutie, et elle est de préférence moindre. Si, en effet elle é- tait plus grande, l'enveloppe risquerait de se séparer de la matière réfraotaire 2, et d'être brûlée par la suite; en lui donnant une plus faible profondeur non seulement on évite cet inconvénient, mais, de plus, le fond de l'élément est légèrement surélevé par rapport au rond de la rainure. Ceci peut encore être réalisé avec plus de sécurité en formant de légères saillies sur le fond des rainures, comme, par exemple, au moyen de sail-
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lies étroites disposées de façon régulière ou irréguliè- re.
A la fig. 1, elles sont représentées sous forme d'étroites nervures annulaires 24, qui réduisent consi- dérablement la surface de oontac entre l'enveloppe et la plaque, et par conséquent limitent la perte de chaleur par conductibilité.
Tant que la température de l'enveloppe ne dépasse pas une oertaine limite, comme, par exemple, lorsqu'une boulloire d'eau est au contact de l'élément, la quantité de chaleur perdue par conductibilité n'est pas très grande et la perte par rayonnement est innapréciable; mais si cette dernière augmente, comme, par exemple, lorsqu'on enlève la boulloire, tout en laissant le cou- rant électrique parcourir la résistance, la perte par rayonnement augmente très raidement à mesure qu'on s'aphc des températures de fusion, de sorte que la fusion de l'enveloppe se produit rarement, même pour de très grandes concentration d'énergie.
La conductibi- lité de la plaque combinée aveo l'espacement en matière isolante 2 permet une uniformisation de la température dans toute la masse du dispositif, et, en même temps, une dissipation de chaleur sur la face supérieure, de sorte que toutes les parties sont protégé es.
C'est pour cette raison qu'on préfère employer un support métallique, surtout lorsqu'il se trouve isolé des autres organes, de façon à éviter des pertes impor- tantes par conductibilité. Toutefois, il est possible d'utiliser des supports non métalliques, comme repré- senté aux fig. 6 et 7, qui montrent des plaques de por- celaine ou en terre d'infusoire 30, présentant des rai- nures pour recevoir les éléments a' b. qui, comme ci- dessus, peuvent être rectilignes ou courbes. Afin d'é- viter la fusion de l'enveloppe, on introduit une masse métallique au-dessous de cet élément. A la figure 6, une @
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masse métallique SI est disposée au-dessous de chaque élément, mais hors de contact avec oeux-oi; dans oe but elle est placée dans une rainure 32 de profondeur vou- lue.
La forme de la rainure correspond, bien entendu, à celle de la rainure 33 qui contient l'élément. A la fig. 7 la masse métallique 31a est disposée dans la même rainure que l'élément et se trouve espaoée par rapport aux parois latérales par des taquets 34 qui favorisent la formation de courants de connexion. Dans tous les cas, d'ailleurs, la surface supérieure de l'élément doit dépasser celle du support, pour être aux qu'elle viendra au contact de l'objet à chauffer.
REVENDICATIONS
EMI6.1
1 ) Dispositif de chauffage électrique du type faisant l'objet du brevet principal, et comprenant un élément de chauffage à résistance et à enveloppe métallique, conjointement à un corps bon conducteur ft)% de la chaleur, au voisinage de cet élément , mais sen- - lement en contact avec lui sur une surface limitée, caractérisé en ce que le corps bon conducteur de la chaleur se trouve très bien isolé de l'élément de chauffage aux basses-températures, tout en permettant une bonne transmission calorifique aux températures élevées.
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Improvements to electric heating devices.
The object of the present addition is to improve the electric resistance heaters, used in particular for cooking or certain special heaters, of the type which is the subject of the main patent; it relates more particularly to the means used to support and protect the elements wrapped in metal sheets.
The various objects of the present addition are as follows: to provide improved means for supporting and fixing the elements in their working position; providing means for insulating said elements from a calorific point of view, as long as they are not overheated, and for automatically removing excess heat as soon as the temperature becomes too high, so as to prevent the casing from melting; achieve a sophisticated element that can be adapted to an ordinary cooker or any other type of meal, without having to modify how
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whether the structure of the heater.
Other advantages of the invention will become apparent from the description which follows, with reference to the appended drawing, which shows the various improvements applied to an element which can be mounted on an opening, and also in the case of a ordinary heating device.
In this drawing:
Figure 1 is a plan view partially cut away of an element formed of two rings.
Figure 2 is a sectional view of the device of Figure 1.
Figure 3 is a bottom plan view of one of the ring members.
FIG. 4 is a section taken on line 4-4 of FIG. 3.
FIG. 5 shows an alternative embodiment.
Figures 6 and 7 show other embodiments of the supports.
The heating element used consists of an electrical resistance I, embedded in a mass of insulating refractory material 2, clamped inside a metal foil casing 3. The metal chosen for this purpose depends on the temperature and allowable expenditure, the best substances to be employed preferably being certain alloys of metals of the iron and chromium group. This envelope has a face whose shape is chosen so as to correspond to that of the container or object to be heated, that is to say that, for general kitchen needs, this face will be flat, the envelope will be produced. generally in two parts joined together in 4 ,, on the face opposite to the working face.
The envelope may be annular or endless, as shown in FIG. 3 or can end
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ner by a closed end as in fig 5; in this case it can be circular, rctilage or have any other suitable shape.
By way of example, for the most general case of use, an element has been shown intended to be mounted on a funnel and comprising a circular cast iron plate 5, intended to be mounted with a certain clearance in an opening 6. of a furnace top 7, the upper face of this plate having concentric annular cavities, to receive the elements A and B. The edge of this plate has spaced, narrow projections in the form of an angle 8, intended for reduce the contact surface, and consequently the heat loss transmitted to the part 7. On the bottom of the plate is fixed, for example by means of bolts 9, a sheet metal casing 10, its' suitable for the inside a rim II intended to protect the apparatus against the introduction of foreign matter.
A tab 12, integral with the casing and curved outwards, carries insulated screws 13 having any suitable shape to serve as outlet terminals, to which the ends of the conductors are attached. A cover 14 of suitable shape is mounted over this tab, preferably by means of the same bolts 9. A cushion of heat-insulating material is arranged inside the casing, preferably at a certain distance, relatively small, from the iond from plate 5.
Each of the elements is provided with two terminals 15, screwed and suitably insulated from the casing, such as for example by means of mica washers 16 and which are connected to the ends of the electrical resistance I.
When the elements are annular, the bottom of the cavities which receive them having openings 17 for the passage of these terminals, and, when there are several oa-
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voids or grooves, these openings are arranged as far as possible from each other.
The elements are also provided with a fixing device, preferably rivets 18, having a kind of carp tail and having flat, thin and wide heads 19, arranged in the cavities 20, stamped in the bottom of the enclosure. loppe. Holes 21 are made in the bottom of the grooves to allow passage of these rivets with play, the upper part of these holes being bored at 22 so as to receive the stamped part of the elements. The outer ends of the rivets are spread out in the manner of pins, after having arranged the washers 23. In this way, the elements are fixed on the plate without being tightened too strongly to be able to expand or contract with respect to it. .
It is possible to use other methods of fixing, such as the bolt 18a, of fig. 5, the head of which is welded to the casing. But besides the danger of seeing the head separate from the casing, there is a risk, at the time of assembly, that the tightening is too forceful, which is much less to be feared with a rivet as shown.
The depth of the bore portion 22 is never greater than the height of the stamped portion, and it is preferably less. If, in fact, it were larger, the envelope would run the risk of separating from the refraotary material 2, and of being subsequently burned; by giving it a shallower depth not only this drawback is avoided, but, in addition, the bottom of the element is slightly raised relative to the circle of the groove. This can still be achieved with more safety by forming slight protrusions on the bottom of the grooves, as, for example, by means of protrusions.
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narrow lees arranged regularly or irregularly.
In fig. 1, they are shown as narrow annular ribs 24, which greatly reduce the contact area between the shell and the plate, and therefore limit heat loss by conductivity.
As long as the temperature of the envelope does not exceed a certain limit, such as, for example, when a water kettle is in contact with the element, the quantity of heat lost by conductivity is not very great and the radiation loss is invaluable; but if the latter increases, as, for example, when the kettle is removed, while allowing the electric current to flow through the resistance, the radiation loss increases very sharply as the melting temperatures are reduced, so that the melting of the envelope rarely occurs, even for very large energy concentrations.
The conductivity of the plate combined with the insulating material spacing 2 allows temperature uniformization throughout the mass of the device, and at the same time heat dissipation on the upper face, so that all parts are protected.
It is for this reason that it is preferred to use a metallic support, especially when it is isolated from the other components, so as to avoid significant losses by conductivity. However, it is possible to use non-metallic supports, as shown in figs. 6 and 7, which show porcelain or diatomaceous earth plates 30, having grooves to receive the elements a 'b. which, as above, can be rectilinear or curved. In order to prevent melting of the envelope, a metallic mass is introduced below this element. In figure 6, an @
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metallic mass SI is placed below each element, but out of contact with oeux-oi; for this purpose it is placed in a groove 32 of desired depth.
The shape of the groove corresponds, of course, to that of the groove 33 which contains the element. In fig. 7 the metal mass 31a is arranged in the same groove as the element and is spaced out from the side walls by tabs 34 which promote the formation of connection currents. In all cases, moreover, the upper surface of the element must exceed that of the support, to be sure that it will come into contact with the object to be heated.
CLAIMS
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1) Electric heating device of the type which is the subject of the main patent, and comprising a resistance heating element with a metal casing, together with a body which is a good conductor (ft)% of heat, in the vicinity of this element, but sen - - LEMENT in contact with it over a limited area, characterized in that the body which is a good conductor of heat is very well insulated from the heating element at low temperatures, while allowing good heat transmission at high temperatures.