<Desc/Clms Page number 1>
"Dispositif de chauffage"
La présente invention concerne les dispositifs électriques de chauffage, particulièrement ceux du genre employé pour les fourneaux de cuisine.
Le but principal de la présente invention est de procurer un élément de chauffage dont la capacité calorifique soit si basse qu'il atteigne la température de service quelques secondes après qu'on a fermé le courant.
Le dispositif de chauffage électrique suivant la présente invention comprend une résistance de chauffage ayant la forme d'une courbe plane, et des pièces en tôle coopérant avec cette résistance pour résister à la déformation hors du plan.
<Desc/Clms Page number 2>
Pour réaliser l'invention, on emploie des plaques de métal relativement minces dans lesquelles des creux sont ménagés de telle manière que lorsque les plaques sont ap- pliquées l'une contre l'autre, ils forment ensemble un es- pace creux. Un fil de résistance, de préférence enroulé en hélice, est logé dans 1-'espace creux et est entouré et rem- pli sens tassement par une matière conductrice de la cha- leur, isolante au point de vue électrique, telle que du magnésium métallique. Les deux plaques sont alors fixées ensemble en des points séparés de façon que de la vapeur d'eau à. haute pression puisse atteindre toutes les parties de la résistance et du magnésium dans l'espace creux, trai- tement qui transforme le magnésium en hydroxyde de magnésium.
Les pièces assemblées sont alors soumises à. la chaleur pour changer l'hydroxyde en oxyde et les deux plaques sont ensujte fixées davantage ensemble à la fois a 1''intérieur du bord et autour du bord.
Pour que l'invention soit bien comprise, on en oé- crir.a ci-après à titre d'exemple et en se référant aux des- sins annexés deux formes constructives.
La figure 1 est une vue de dessus du dispositif de chauffage.
La figure est une coupe par la ligne II-II de la figure 1.
La figure 3 est une vue de dessous.
La figure 4 est une coupe d'une partie du dispositif à plus grande échelle.
La figure 5 est une coupe d'une partie d'une variante du dispositif suivant l'invention.
Une plaque métallique 1 coopère avec une plaque sem- blable 2 pour former le corps de la plaque de chauffage. Un creux tel qu'une rainure 3, est formé dans la plaque 1, de pré- @
<Desc/Clms Page number 3>
férence par estampage si les plaques sont en tôle. On peut toutefois employer des plaques en métal coulé.
Le creux peut avoir la forme d'une courbe plane.
Cette expression est employée ici et dans les revendications pour indiquer toute figure linéaire se trouvant tota- lement dans un seul plan., y compris des figures faites partiellement ou complètement de lignes droites et également des figures composées de parties séparées. Ainsi, la double spirale composée de la rainure 3 et de la rainure conjuguée
4 est une forme de courbe plane que le creux peut présenter. Une courbe plane n'est toutefoisqu'une des formes sous lesquelles l'invention peut être réalisée, vu qu'elle peut être utilisée également dans un élément de chauffage recour- b.é.
La plaque 2 présente des rainures semblables 5 et
6 qui ont la même forme que les rainures correspondantes
3 et 4 et coïncident avec celles-ci lorsque les plaques sont placées l'une sur l'autre. Chaque rainure de la plaque 1 et la rainure correspondante de la plaque 2 forment en- semble un espace creux. Dans cet espace est logé un fil de résistance 7, de préférence enroulé en une hélice dont 1'.axe s'étend suivant l'axe de l'espace creux. L'hélice est entourée extérieurement et partiellement remplie intérieurement d'une matière isolante électrique 8 qui est de préférence formée sur place, comme on 1''expliquera ci- après au cours de la description du mode de fabrication du dispositif. Cette matière, quoique isolante au point de vue électrique, est fortement conductrice de la chaleur.
A leurs extrémités internes, les rainures se terminent par des épanouissements 11 dans lesquels s'étendent les extr.émit.és des fils respectifs 7. Une borne 12 est raccordée à 1-'extrémité de chacun des fils 7. A l'extrémi- té externe de chaque rainure est ménagé un épanouissement
<Desc/Clms Page number 4>
semblable qui reçoit une borne 13 (voir fig.3). Les deux bornes 12 sont reliées ensemble et à une borne 14 au moyen d'une lame 15. Les deux bornes 13 sont reliées par une lame 16 à des bornes 17. Les trois bornes 14 et 17 sont isolées par un bloc 18 de matière isolante, telle que de la porcelaine, qui est fixé sous le fond d'une cuvette 19, au moyen de consoles 21.
La cuvette 19 forme support pour les plaques 1 et 2 et est pourvue d'un rebord 22 au moyen duquel le dispositif peut être fixé en place sur la taque du fourneau de cuisine. Pour supporter les plaques 1 et 2 dans la cuvette 19, des nervures de support 23 en forme de V sont fixées au fond de la cuvette de n'importe quelle manière appropriée, par exemple au moyen de pieds fendus 24 qui passent à travers le fond de la cuvette et sont rabattus sous celui-ci. Les bords supérieurs des nervures 23 viennent en contact avec la surface inférieure des rainures 5 et 6 en de petites surfaces espacées qui sont pratiquement des points.
La liaison thermique entre les nervures et les rainures est par conséquent à peu près sans effet pour la transmission de la chaleur.
La seule autre liaison entre les plaques et la cuvetteest réalisée par un pilier central 25 qui est commode pour attacher aux plaques une connexion 26 de mise à la terre. Des buselures isolantes 27 entre chacune des bornes 12 et 13 et la cuvette 19 empêchent tout court-circuit entre les bornes des éléments de résistance 7. Le pilier .25 et les bornes 12 et 13 empêchent mécaniquement les plaques 1 et 2 de se déplacer vers le haut en s'écartant des nervures 23.
Dans la fabrication du dispositif, une hélice de fil de résistance est placée dans chacune des rainures 3 et 4 ou
<Desc/Clms Page number 5>
5 et 6. A 1-'intérieur de chaque hélice on enfile un ou plusieurs fils ou rubans de magnésium et autour de chaque hélice on place du magnésium, soit en enroulant un ruban de magnésium autour de l'hélice, soit en tendant un fil ou un ruban de magnésium le long de l'extérieur de 1-'hélice.
Cet ensemble de fil de résistance et de magnésium peut être place dans une rainure ou dans la rainure conjuguée, ou partiellement dansune rainure et partiellement dansla rainure conjuguée. Les extrémités du fil de résistance sont fixées aux bornes 12 et 13.
Les plaques 1 et 2 sont alors assemblées, leurs rainures coïncidant entre elles et faisant saillie de part et d'autre des surfaces en contact des plaques. Les r.ainures coopèrent ainsi pour former un ou plusieurs espaces creux fermés, mais ces espaces ne sont pas étanches aux gaz. Il y a sufi fisamment de jeu entre les faces en contact des plaques pour permettre le passage de la vapeur lorsquelle est sous une température élevée et une pression élevée. Les plaques sont alors fixées ensemble par des moyens appropriés quelconques, par exemple par soudure par points en différents endroits séparés, de préférence dans les intervalles des rainures. Par exemple il peut y avoir un point de soudure dans l'intervalle 30 (voir fig.4) entre la spire externe de la rainure 3 et la spire adjacente de la rainure 4.
Le nombre de ces point de soudure n'est pas suffisant pour empêcher complètement le passage de la vapeur entre les pl-aques dans les espaces formés par les rainures et ainsi tous ces esp.aces sont accessibles à la vapeur sans que celle-ci doive circuler le long de l'espace creux pour atteindre l'une ou l'autre partie de ce dernier.
<Desc/Clms Page number 6>
L'ensemble se trouvant dans cet état est placé dans un autoclave et soumis à de la vapeur à haute pression et par conséquent à haute température. Il est avantageux d'employer une température -allant jusqu'à 1000 C, mais le résultat peut être atteint avec n'importe quelle température supé- rieure à 100 C. La vapeur agit sur le magnésium pour pro- duire de l'hydroxyde de magnésium. Ce dernier est une ma- tière plus volumineuse que le magnésium métallique et l'aug- mentation de volume a pour effet de remplir complètement les espaces creux.
La dilatation est suffisante pour écarter les plaques 1 et 2 l'une de l'autre sauf aux endroits où elles sont maintenues par les pointsde soudure, mais la sé- pération est très légère et sert seulement à assurer que la vapeur ait largement accès à toutes les parties de l'espace tubulaire.
Après que le magnésium a été complètement transfor- méen hydroxyde de magnésium par 1-'action de la va-pour, le dispositif est retiré de 1''autoclave et chauffé pour éli- miner l'eau de l'hydroxyde de magnésium, ce qui le trans- forme en oxyde de magnésium. Le remplissage d'oxyde de magné- sium ainsi produit adhère solidement au fil de l'élément de résistance et également aux surfaces intérieures des rai- nures formant les espaces creux.
Le chauffage est continué jusqu'à ce que tout 1-'eau pouvant être éliminée l'ait été. L'appareil est chauffé en partie par traitement dans un four, et en partie par le pas- sage d'un courant dans l'élément de résistance. Lorsque le séchage est complet, on rapproche les plaques l'une de l'autre et on les fixe dans cette position par de nouveaux points de soudure entre des spires voisines des hélices ou entre des parties latéralement adjacentes d'une courbe plane quelconque qui est utilisée. Ces soudures sont repr.ésentées en 32 aux figures 1 et 4.
<Desc/Clms Page number 7>
Les bords des plaques sont alors soudés ensemble sur toute la circonférence comme on le voit en 34 aux fi- gures 1 et 4. Ceci peut être fait par soudure électrique ou par soudure au gaz, en vue d'assurer que l'oxyde de magné- sium est complètement mis à l'abri des influences exté- rieures. Lorsque la plaque de chauffage a ainsi été préparée, elle est assemblée à la cuvette. Aucune description parti- culière du mode d'assembl.age employé n'est nécessaire.
Bien que les figures 1 à 4 montrent un élément de chauffage dans lequel une seule hélice de résistance et son isol.ant électrique sont logés dans un espace creux, l'inven- tion n'est pas limitée à ce cas. La figure 5 des dessins montre une forme modifiée de l'élément de chauffage dans la- quelle deux hélices de résistance 41 et 42 sont placées dans chaque espace creux formé par des rainures 43 et 44 des plaques métalliques 46 et 47. Les détails de fabrication et les autres détails de construction peuvent être les mêmes que ceux déjà décrits.
Pour faire fonctionner le dispositif, on raccorde à une source de courant les bornes 14 et 17. Les connexions vers ces bornes sont commandées par des commutateursqui ne font pas. partie de la présente invention. Ces connexions sont telles que les deux portions de la résistance peuvent être relises en série ou en parallèle, ou qu'un seul élément de ré- sistance peut être employé.
Le courant échauffe l'élément de résistance et la chaleur est conduite à travers l'oxyde de magnésium et les parois des parties des plaques 1 et 2. La chaleur est con- duite .également par les parties plates des plaques 1 et 2 entre les rainures ou espaces creux.
Comme la masse de métal à chauffer est petite, la chaleur provenant de l'élément de résistance 7 porterapide-
<Desc/Clms Page number 8>
ment toute la plaque à la température de service. Le dispositif est par conséquent prêt à être employé pour cuire très peu de temps après que le courant est fermé- ' Quelques secondes suffisent pour amener la plaque de chauffage au rouge.
1'action des parties plates et du rebord constituant la bordure ext érieure de la plaque de chauffage t end à renforcer la plaque pour éviter les déformations. En conséquence lorsqu'on place un poêlon sur la plaque de chauffage, le fond du poêlon sera en contact intime avec pratiquement toutes les parties saillantes de la plaque et il y aura par conséquent une bonne conduction de la chaleur entre la plaque de chauffage et le poêlon. Si celui-ci est en aluminium ou en un autre métal brillant, il ne reçoit pas facilement de la chaleur par rayonnement. Il est par conséquent important qu'il soit en bon contact avec la plaque de chauffage pour qu'une grande conduction de chaleur puisse se produire.
Si le poêlon est en une matière, par exemple en poterie, qui reçoit facilement la chaleur par rayonnement mais n'est pas très bonne conductrice de la chaleur, les plaques 1 et 2 chaufferont un tel poêlon mieux qu'un organe de chauffage consistant en une spirale dont les spires ne sont pas reliées entre elles, parce que le rayonnement de chaque spire de la spirale, dans le cas d'un organe de chauffage tubulaire à spires non reli,ées se fera dans toutes les directions et que certaines des radiations au moins seront dirigées parallèlement au fond du poêlon et n'atteindront donc jamais ni celui-ci, ni la cuvette 19.
Dans le dispositif décrit ci-dessus, où les parties adjacentes de 1-* élément chauffant sont reliées par des parties planes;, le rayonnement provenant de celles-ci est presque entièrement vertical. Le rayonnement des parois des parties
<Desc/Clms Page number 9>
tubulaires ne se fera pas dans toutes les directions parce que dans la direction horizontale, la partie plane est dans le chemin de ce rayonnement et est de plu.s à peu près à la même température que les parois des parties tubulaires. Il y aura un rayonnement vers le bas qui sera réfléchi par la cuvette et rencontrera par conséquent la surfaces des parties tubulaires et des parties plates.
Comme cette surface n'est pas brillante, elle .absorbe facilement ce rayonnement et la chaleur rayonnée dans la cuvette n'est par conséquent pas envoyée dans l'ambiance mais est conservée et atteint finalement le poêlon.
Le fond de la cuvette est perfora, comme on l'a indiqué en 31 à la fig.3, mais la surface de ces ouvertures n'est pas suffisante, comparée à la surface de la cuvette, pour gêner sérieusement l'effet de réflexion décrit cidessus. Les ouvertures 31 servent à l'échappement de liquides qui peuvent être renversés sur 1-'appareil de chauffage et se répandre dans la cuvette.
REVENDICATIONS ---------------------------
1. Dispositif de chauffage électrique, caractérisé par un organe de chauffage à résistance ayant la forme d'une courbe plane et par des pièces en tôle coopérant avec cet organe de chauffage pour résister à la déformation hors du plan.