CA2081158A1 - Appareil de chauffage electrique a element chauffant en tole emaillee et piste resistive compensee en temperature - Google Patents

Abstract

SOCIETE DITE : AIRELEC Appareil de chauffage électrique à élément chauffant en tôle émaillée et piste résistive, compensé en température. DU CONTENU TECHNIQUE DE L'INVENTION Appareil de chauffage électrique comprenant un élément chauffant (1) constitué par au moins une tôle émaillée portant sur une de ses faces une piste résistive (2) réalisée par sérigraphie et monté dans une enceinte comprenant à proximité de l'élément chauffant, une entrée d'air frais (30) à sa partie inférieure et une sortie d'air chaud (31) à sa partie supérieure, l'élément chauffant étant monté dans l'enceinte au moyen de supports (28,29), au moins un de ces supports (29) étant placé sur le trajet de l'air chaud de sortie et créant des crêtes de température de la sortie d'air qui le contourne, caractérisé en ce que l'élément chauffant comporte à l'aplomb de chaque support perturbateur, une zone (7) à échauffement réduit de compensation des crêtes de températures provoquées par la présence du support (29). Fig.5

Description

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La présente invention concerne les appareils de chauffa~e électrique et se rapporte plus particulièrement aux appareils de chauf*age électrique comprenant une enceinte dans laquelle est mont~ au moins un élément chauffant constitué par une tôle émaillée sur laqualle est formae par sérigraphie une piste résistive.
Conformément allx nouvelles normes en mati~re d'appareils de chauffage lélectrique, un élément chauffant en tôle émailée du type précité doit présenter, lorsqu'il est disposé verticalement, une température uniforme en tout point de la sur~ace de la tôle.
Cette uniformité de températur~ est obtenue généralement par une variation du pas entre les tron~ons parallèles horizontaux de la piste résistive permetant d'obtenir une homogénéité de température sur la plaque disposée verticalement.
Par ailleurs, il est ~écessaire qu'un convecteur ~lectrique pourvu d'un élément chauffant en tôle émaillée avec une pista r~sistive obtenue par sérigraphie pr~sente une élévation de température uniforme sur toute l'~tendue de la sortie d'air de l'appareil.
Dans les appareils connus à ~léments chauffants en tôle émaillée avec pistes résistives obtenues par séri-graphie, les tôles émaillées sont montées dans les carros-series des appareils au moyen de supports dont certains setrouvent sur le trajet de l'air sortant de l'appareil et créent de ce fait des perturbations dans le débit de la sortie d'air.
Ces perturbations se traduisant par des crêtes de temp~rature qui compromettent la régularité de la température de la sortie d'air de l'appareil.
L'invention vise à remédier aux inconvénients des appareils connus en créant un appareil de chauffage électrique qui tout en étant d'une construction r~lative-ment simple, satisfasse aux conditions d'uniformit~ de , ~ ~

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température à la surface de l'élément chauffant et de régularité de la température de la sortie d'air de l'appa-reil imposées par les no:rmes précitées.
Elle a donc pour objet un apparail de chauffage électrique comprenant un élément chauffant constitué par au moins une tôle émaill.ée portant sur une de ses ~acas une piste résistive réalisée par sérigraphie e-t monté dans une enceinte comprenant à proximité de l'élément chauf-fant, une entrée d'air frais à sa partie inférieure et une sortie d'air chaud ~ sa partie supérieure, l'élément : chauffant étant monté dans l'enceinte au moyen de sup-ports, au moins un de ces supports étan-t plac~ sur le trajet de l'air chaud de sortie et créant des cr~,tes de temp~rature de la sortie d'air qui le contourne, caracté-risé en ce que l'élament chauffant comporte à l'aplomb de chaque support perturbateur, une zone ~ ~chauf~ement réduit de compensa-tion des crêtes de températures provo-quées par la présence du support.
L'invention sera mieux comprise ~ l'aide de la description qui va suivre, donnés uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annex~s, sur lesquels :
- la Fig.1 est une vue en ~lévation d'un élément chauffant à tôle émaillée classique pour appareil de chauffage électrique;
- la Fig.2 est une vue en plan d'un premier mode : de réalisation d'éléments chauffants a t~le émaillée suivant l'invention;
- la Fig.3 est une vue en plan d'un second mode .de réalisation d'éléments chauffants à tôle ~maillée suivant l'invention; .
: ` - la Fig.4 est une vue en plan d'une variante de l'élément chauffant à tôle ~maillée de la Fig.3;

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- la Fig.5 est une vue schématique en coupe d'un appareil de chauffage electrique comprenant un élément chaufant ~ tôle émaillee suivant l'invention;
- les Fig.6 et 7 représentent schématiquement des éléments chauffants à tale émaillée conçus respecti-vement pour etre soutenus par deux et trois supports interm~diaires;
- la Fig.8 est une courbe représentant la température de sortie d'air d'un appareil de chau~fage électrique à elément chau:Efant à tole amaill~e classi~ue;
et - la Fig.9 est une courbe correspondant ~ celle de la Fig.8 pour un appareil de chauffage électrique dont ~ ment chauffant est pourvu de moyens de compensation suivant l'invention.
L'él~ment chauffant classi~ue représenté à la Fig.l comporte essentiellement une tôle 1 en tôle émaill~e sur l'une des faces de laquelle est formée par sérigraphie une piste résistive 2 formée par exemple en un alliage d'argent et de plomb ou en aluminium, dont les tron~ons 3 successifs s'~tendent horizontalement selon la grande dimension de la tôle 1 et sont reli~s entre eux par de courts tronçons verticaux 4 disposés aux deux extr~mités de la tôle 1.
Dans le coin inférieur gauche de la tôle 1 en regardant la figure 1, sont prévues au moins deux bornes 5 de connexion de l'élément chauffant ainsi constitu~ à
des bornes d'alimentation de l'appareil électrique chauf-fant.
Le long des grands cotés dè la tole 1 sont indigués par des repères 6, des emplacaments de supports destinés à assurer le montage de la tole dans la carrosse-rie d'un appareil de chauffage électrique.
Afin que la temp~rature delivr~e par l'élément chauffant de la Fig.1 soit régulière sur toute sa hauteur .
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lorsqu'il est monté verticalemen-t, la dis-tance ou pas entre les tronçons de piste 3 est realisée variable. On voit sur la Fig.1, en partant du bas de l'élémen-t chauf-fant que la densité des tronçons de piste 3, est décrois-sante ~ partir du bas v~rs le haut de l'élement chaufant.
Ainsi, les ~ones de la tôle sitllée le plus haut et qui bénéficient de l'échauffement qu'elles reçoivent des zones de la tôle si-tuées au-dessous, reçoivent moins de chaleur de leurs propres tronçons de piste en raison des distances plus importantes qui les séparent.
L'élement chauffant suivant l'invention repr~-senté à la Fig.2 comporte lui aussi une tôle émaillée 1 sur laquelle est déposée par sérigraphie une piste résis-tive 2 dont les tronçons successifs 3 s'étendent horizon-talement et présentent une densité décroissant~ du basvers le haut de l'élément. Sur cet élément, on a également indiqué par les numéros de référance 6, les emplacements de support de montage de l'élément à l'intérieur de la carrosserie d'un appareil de chauf~age électri~ue.
On voit sur la Fig.2 ~ue ces emplacements sont au nombre de six, deux emplacements d'élements de support à cha~ue extr~mité de la tôle 1 et deux emplacements 6 intermédiaire~, l'un à la partie inférieur~ de l'élément et l'autre à la partie supérieure de celui-ci. A l'empla-cement 6 intermédiaire supérieur, doit venir se placer un support de fixation qui se trouvera sur le tra~et de l'air de sortie de l'appareil de chau~fage ~lectrique et qlli créera des cr~tes de température à cet emplacement.
Afin de compenser ces crêtes de temp~rature, l'élément chauffant 1 suivant l'invention, comporte l'aplomb de l'emplacement intermédiaire 6, une zone 7 dépourvue de piste resistive, obtenue par le contournem~nt de son périm~tre par la plste reslst1~e 2.

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A cet effet, la piste résis-tive 2 de l'élément chauffant comporte une p:remiere partie inferieure 8 dans laquelle les tronçons horizontau7c 3 de la piste résistlve s'étendent à peu près sur toute la grande dimension de l'élément chauffant 1. Cette partie inférieure 8 est prolongée vers le haut par une première partie supérieure 9 dont les troncons de pistes résistives 10 s'étendent egalement horizontalement mais seulement entre un bord de la zone 7 dépourvue de piste résistive et un premier bord d'e~trémité 11 de la tôle 1.
Une troisième partie supérieure 12 dispos~e de l'autre coté de la zone dépourvue de plstes résistives 7 comporte des tronçons de piste 13 horizontaux, s'étendant entre l'autre bord de la zone 7 dépourvue de piste et le bord d'extrémité 14 de la tôle 1 opposée au bord 11.
On voit donc qu'un tel agencement permet d'obte-nir une zone 7 dépourvue de piste résistive, entourée par la piste résistive 2 de l'élément chaufant.
Afin d'éviter que le tronçon horizontal 3 supérieur de l'élément chauffant n'aæsure en raison de sa r~sistance locale un échauffement trop élevé au niveau de la zone dépourvue de piste 7, ce tronçon supérieur 3 présente ~ l'aplomb de la zone 7, une portion 15 de surface accrue et par conséquent de résistance réduite permettant la connexion entre les première et seconde portions de piste supérieures 9 et 12, tout en assurant le maintien de la zone 7 à une température inférieure au reste de l'~lément ohauffant.
; Dans l'exemple qui vient d'être décrit, la section transversale de la piste résistive est constan~e à l'exception da la région 15 de résistance réduite.
L'élément chauffant représenté à la Fig.3 est d'une archite~ture similaire à~ celle de l'élément chauf-fant de la Fig.1.

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Sa piste résistive 16 présente égalem~nt des tronçons horizontau~ 17 de densité décroissante du bas vers le haut de l'él~ment.
Cependant, cette piste résistive diffère de celle de l'élément chauff,ant de la Fig.l en ce que chaque troncon de piste horizontal 17 comportQ deux parties latérales 17a, 17b de section croissante à partir de cha~ue bord d'extrémité de l'élément chauffant vers le milieu de celui-ci et réunies par une zone 18 de section accrue qui définit avec les zones de section accrue 18 des autres tronçons de piste 17, une région de moindre échauf-fement 19 située à l'aplomb des emplacements 6 destlnés à
recevoir des supports interm~diaires haut et bas (non reprësentés).
Grâce ~ un tel agencement, il y a d'une part une diminution progressive de la résistance et par conséquent de la capacité de chauffe en partant des bords d'extrémité
de l'élément chauffant vers le centre de celui-cl et d'autre part une diminution brusque de lléchauffement à
llemplacement des zones 18 de sectlon accrue.
L'élément chauffant représenté à la Fig.4 est d'une construction très voisine de celle de l'élément chauffant de la Fig.3. Il comporte en effet une piste : résistive 20 formée par s~rigraphie sur une de ses faces et qui pr~sente, comme la piste 16 de l'élément chauffant de la Fig.3, des troncon.s horizontaux de piste 21 formés de portions latérales 21a,21b de section croissante à
partir des bords d'extrémité de l'élement chauffant vers le m~lieu de celui-ci.
L'élément chauffant de la Fig.4 diffbre cepen-: dant de celui de la Fig~3 en ce que les portions laterales 21a,21b de chacun des troncons 21 de la piste résistive, sont réunis entre eux sans interposition d'une zone de section accrue.

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Ainsi, la compensation de temp~ra-ture est obtenue dans une zone centrale 22 de l'élément chauffant, simplement par une rsduct:ion progressive de la résistance et par conséquent de la capaci-té de chauffe ~ partir des extrémités de l'élément chauffant vers le milieu de celui~
ci .
Sur la Fig.5, on a représent~ schématiquement e-t en coupe, un appareil cie chauffage électrique suivant l'invention comprenant un corps 25 en tôle métallique constitué par un élément creux à double paroi en regard de l'âme plate 26 duquel est monté un élémant chauffant 1 suivant l'invention, fixé à des parties inclinées 27 du corps 25 s'etendant de part et d'autre de l'ame 26, aux moyens de supports inférieurs 28 et de supports supérieurs 29 en matière isolante électri~uement et thermiquement.
L'appareil de chauffage électrique présenté
schématiquement ~ la Fig.5 est observé au niveau des emplacements des supports 28,29 disposés dans la zone intermédiaire d'un élément chauffant tel que celui de la Fig.2. L'appareil de chauffage électrique comporte en outre une entrée d'air frais 30 a sa partie inférieur~ et une sortie d'air chaud 31 à sa partie sup~rieure. Les tronçons 3 de piste résistive sont represent~s pour plus de clarté par des reliefs d'épaisssur exagérée. La zone 7 ~5 d~pourvue de piste r~sistive apparaît ainsi clairement au-dessous du support 29.
Une grille 32 est egalement accrochée aux sup-ports supérieurs 29.
On voit donc que le support supérieur disposé
dans la zone intermédiaire de l'élément chauffant 29 s~
trouve sur le trajet de la sortie d'air de l'appareil de chauffage représenté par des flèches F. Le corps du support 29 constitue un obstacle à la libre circulation de l'air vers la sortie de l'apparell.

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L'air chaud ascendant a tendance à s'accumuler à la base du support 29 et à créer une zone de temp~rature accrue. L'air qui contourne le support, s'échauffe davan-tage que l'air qui sort directement par la sortie d'air 31 sans rencontrer d'obstacle et forme donc à la sortie des cretes de tempsrature qui compromettent l'uniformité de la température de la sortie d'air (Fig. 8).
La zone 7 dépourvue de piste résistive de l'élément chauffant de la Fig.3 disposée à l'aplomb du support 29, permet grâce à une réduction localisée du chauffage d'éviter la constitution d'une poche surchauffée à la base du support situé au-dessus de cette zone 7 et assure ainsi une compensation en température de l'air qui contourne le support.
Ainsi, on obtient une température à peu près uni*orms sur toute l'étendue horizontale de la sortie d'air chaud 31 (Fig. 9).
; Sur les Fig.6 et 7, on a représenté schématique-ment deux éléments chauffants à pistes résistives 32 et 33 respectivement, de longueur sup~rieure ~ celle des élé-; ments chauffants d2s Fig.2 à 4 et qui sont destinés ~ être fixés aux emplacements désignés par les numéros de réfé-rence 6, dans des corps d'appareils électriques de chauf-fage de plus grande longueur au moyen de quatre supports inféri4urs et quatre supports supérieurs pour l'élément de la Fig.6 et de cinq supports inférieurs et cin~ supports sup~rieurs pour l'élément de la Fig.7.
L'élément chauffant de la Fig.6 est donc destiné
à être fixe au corps de l'appareil électrique de chauffage qu'il doit ~quiper par deux supports disposés à chacune de ses extrémités laterales et par quatre supports intermé-; diaires. Afin d'assurer la compensation de l'échauf~ementde la sortie d'air du à la présence des supports intermé-diaires, l'élément chau*fant de la Fig.6 comporte l'aplomb des emplacements 6 des deux supports intermédiai ~:
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res supérieurs, deux zones 35,36 ~ echauffement réduit realisées par des contournem~nts par la piste résistive d'une manière similaire ~ celle décrite en référence à la Fig.2.
L'~lément chauEfant de la Fig.7 est destin~ à
etre supporté par trois jeux de supports intermédiaires aux emplacements supérieurs 6 desquels sont associées des zones à échauffements réduits 37,38,39 réalisées par contournement d'une manil3re analogue à celle décrite en référence aux Fig.2 et 6.
L'élément chauffant de la Fig.6, comporte dans la zone à échau*fement réduit 35, une région 40 de plus grande section destinée à connecter sans provoquer d'él~-- vation de température, la partie de droite de la piste résistive avec sa partie interm~diaire.
L'élément chauffant de la Fig.7 comporte une première zone de section accrue 41 destin~e à a~surer la connexion de la partie de droite de la piste résistive avec une extrémité de la partie intermediaire de celle-ci située d'un côt~ de la zone centrale 38 d'échauffement réduit et une deuxi~me zone de section accrue 42 de conne-xion de la partie de gauche de la piste résistive avec l'autre extrémité de la partie intermédiaire de celle-ci située de l'autre côté de la zône ~entrale 38.
La Fig.8 représente la courbe de la temperature de la sortie d'air d'un appareil électrique de chauffage équipé d'un ~lément chauffant à trois supports i~terme-diaires, dépourvu de moyens de compensation de l'~chauffe-ment localis~ du à la présence des supports intermédiai-res.
On a porté en abscisses du graphique de la Fig.8, la longueur L de l'elément chauffant et en ordon-n~es la température t.
On voit ~u'aux emplacements des supports tels ~ue le support 29 de l'apparell repr~senté sch~matiquement .~ .

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à la Fig.5, la courbe de tempéra-turP de la sortie d'air dont la valeur maximale es-t l~gèrement inférieure à 125, présente des cr~tes de température C1, C2 qui résultent de l'é~hauffement excessif de l'air qui contollrne chacun d~s supports 29.
La Fig.9 représente une courbe de la température de la sortie d'alr d'un a]?pareil à trois supports intermé-diaires mais compensée en température par la pr~s~nce sur l'élément chauffant de régions de moindre échauffement, telles que les r~gions 37,38,39 de l'élément représenté
schématiquement à la Fig.7.
On voit que la température de sortie de l'air s'établit ~ peu près uniformément, légèrement au-dessous de 124C et que la présence des zones de moindre échauf-fement à l'aplomb des supports 29 a supprimé les crêtes detempérature et a ainsi assuré une compensation quasiment totale des irr~gularités de la température de la sortie d'air de l'appareil de chauffage électrique.
On voit que gr~ce à l'agencement qui vient d'être décrit, on obtient des appareils électriques de chauffage à ~lements chauffants en t~le émaillée a pistes resistives qui répondent quasiment parfaitement aux normes imposées aux constructeurs.
De tels appareils ont non seulement une tempéra-ture constante sur toute leur sur~ac~ lorsqu'il~ sontdisposes verticalement, mais présentent également une température de leur sortie d'air pratiquement uniforme sur toute leur longueur.
Dans le~ exemples qui viennent d'être d~crits, les appareils électri~ues de chauffage étaient considér~s comme comprenant un seul élément chauffant en tôle émail~
lée et piste résistive obtenue par serigraphie pourvue de z~nes de compensation de température.
On peut egalement envisager la r~alisation de tels appareils en associant deux ou plusieurs tôles .. . . . .
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émaillées portant chacune une piste résistive, disposées de part et dlautre de supports in-termédiaires, de manière que la compensation en tempéra-ture des échauffements dus à la présence de ces supports sur le trajet de la sortie d'air soit assurée par l'absence pure et simple de l'~lé-ment chauffant à l'aplomb du support considéré.
Il suffit alors~ d'interconnecter des éléments chauffants consécutifs par de simples conducteurs électri-ques dimensionnés de facon appropriée pour e~viter tout échauffement.

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Claims (7)

1. Appareil de chauffage électrique comprenant un élément chauffant (1) constitué par au moins une tôle émaillée portant sur une de ses faces une piste résistive ( 2; 16; 20; 32; 33) réalisée par sérigraphie et monté
dans une enceinte comprenant à proximité de l'élément chauffant, une entrée d'air frais (30) à sa partie infé-rieure et une sortie d'air chaud (31) à sa partie supé-rieure, l'élément chauffant étant monté dans l'enceinte au moyen de supports (28,29), au moins un de ces supports (29) étant placé sur le trajet de l'air chaud de sortie et créant des crêtes de température de la sortie d'air qui le contourne, caractérisé en ce que l'élément chauffant comporte à l'aplomb de chaque support perturbateur, une zone (7; 19; 22; 35, 36; 37, 38, 39) à échauffement réduit de compensation des crêtes de températures provoquées par la présence du support (29).

2. Appareil de chauffage électrique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la zône (7;35,36;-37,38,39) à échauffement réduit de l'élément chauffant est une zône dépourvue de piste résistive, obtenue par con-tournement de son périmètre par la piste résistive (2;32;
33).

3. Appareil de chauffage électrique suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la piste résistive (2;32;33) comporte des portions de piste (9,12) situées de part et d'autre de chaque zône (7;35;36;37,38,39) à
échauffement réduit dont certaines au moins sont connec-tées entre elles par une portion de piste (15;40;41,42) de résistance réduite située à l'aplomb de la zône (7;35;37, 39) correspondante.

4. Appareil de chauffage électrique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la zône (19) à
échauffement réduit est constituée par des zônes (18) de section accrue de la piste résistive réunissant entre elles les parties latérales (17a, 17b) de tronçons hori-zontaux (17) de la piste résistive.

5. Appareil de chauffage électrique suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les parties latéra-les (17a, 17b) des tronçons de pistes hozizontaux (17) sont de section croissante à partir de chaque bord d'ex-trémité de l'élément chauffant vers le milieu de celui-ci.

6. Appareil de chauffage électrique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la zone (22) à
échauffement réduit est constituée par la réunion directe de portions latérales (21a, 21b) de section croissante à
partir des bords d'extrémité de l'élément chauffant vers le milieu de celui-ci, de tronçons (21) de la piste résistive dudit élément chauffant.

7. Appareil de chauffage électrique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément chauffant est constitué d'au moins deux tôles émaillées portant chacune une piste résistive, disposées de part et d'autre d'un support perturbateur correspondant.