Dispositif de chauffage électrique. Les dispositifs de chauffage électrique à résistances blindées sont habituellement cons titués par un assemblage d'éléments tubu- laires cintrés, dans un plan, sous des formes les plus diverses.
Dans le cas de dispositifs de forme géné rale circulaire, l'ingéniosité des constructeurs s'est attachée à réaliser la plus grande puis- sance de chauffage par unité de surface de ces éléments pour une température limite déterminée d'un tube de dimension donnée en augmentant, grâce à un tracé convenable, la longueur du tube.
La présente invention a pour objet un dispositif de chauffage électrique ayant, en plan, une forme générale circulaire et com portant des résistances électriques blindées constituées par des éléments tubulaires cintrés dans un plan.
Le dispositif selon l'invention est carac térisé en ce que lesdits éléments chauffants tubulaires sont assemblés bout à bout pour former des spirales s'étendant à partir du centre du dispositif vers sa périphérie, le tout de telle manière que ces éléments oc cupent la plus grande surface possible dans le périmètre du dispositif.
De préférence, les spirales génératrices seront obtenues en développant un polygone ou une circonférence origine autour desquels sont réparties les extrémités origines des élé ments tubulaires. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du disposi tif selon l'invention.
Fig. 1 est une vue en plan schématique de cette forme d'exécution.
Fig. 2 et 3 montrent des variantes. Dans le dispositif représenté en fig.l, 1 désigne une circonférence dont le centre se confond avec le centre du dispositif de forme générale circulaire. Deux points 2 et 3 dia métralement opposés sur cette circonférence 1 constituent les origines des deux dévelop pantes 4, respectivement 5, le développement étant réalisé dans le même sens. Ces deux développantes sont. superposables exactement en les déplaçant angulairement de 180 l'une par rapport à l'autre. Des bandes 6 et 7 en forme de spirales dont la largeur est uni forme, sont comprises entre les développantes 4 et 5.
Ces bandes 6 et 7 sont jointives. et on peut supposer qu'elles représentent les traces, sur un même plan de projection, de deux tubes semblables, dont les sections ; limites sont représentées en traits mixtes.
En prenant trois points origines 2, 3, 8, à 120 , sur la. circonférence 1 (fi-. 2), ou obtiendra de la même façon trois spirales imbriquées représentant trois tubes 6, 7 et 9@ d'épaisseur constante égale à la. longueur de l'arc de circonférenée, de centre 0, s'étendant entre deux centres successifs des spirales. Si l'on veut un plus grand nombre de tubes (fig. 3), on prendra. un nombre correspondant e (le points origines sur la circonférence 1, ces points étant. équidistants.
Comme, pour la. réalisation des outillages de cintrage de. tubes. il peut ne pas être pratique de tracer des développantes de cercle. le même résultat, en ce qui concerne les pro priétés des courbes, peut être obtenu en rem plaçant la circonférence par le polygone régu lier formé par les points générateurs ?, 3, 3, t>tc. On obtiendra ainsi de: spirales formées d'arcs de cercles successifs provenant du déroulement d'un fil enroulé sur ce polygone de base.
Dans l'application au chauffage d'un réci pient en contact avec les éléments chauffants (lu dispositif décrit, on n'aura pratiquement pas besoin de réaliser des tubes jointifs pour obtenir la. puissance de chauffe maximum par unité de surface du dispositif. une tempéra ture limite de l'élément ne devant pas être dé passée.
C'est, en effet. dans le cas de la mar che à vide sans récipient à chauffer. que la température des éléments tubulaires est la plus ,.levée. Si ceux-ci sontl très écartés. la puissance de chauffe par unité de surface de contact sera faible; en les rapprochant. elle augmente mais, à partir d'une certaine distance. il faut dimi nuer l'intensité du courant électrique pour que la. température maximum admissible ne soit pas dépassée.
Dans les meilleures con ditions de refroidissement par convection na turelle, il arrive un moment où la puissance de chauffe n'augmente plus, en rapprochant. encore les éléments. elle tend même à, di minuer.
Dans un ensemble tel que celui que montre la fig. 3. on peut supprimer des éléments de manière à réserver entre ceux restants des tIspaces 11 et 1? de largeur uniforme, au travers desquels le milieu ambiant < gazeux peut librement circuler par convection et réaliser ainsi le refroidissement. des éléments, lors de la marche à vide.
- Il va sans dire qu'il est loisible de ne pas donner à des éléments tubulaires de même longueur la même résistance électrique totale et qu'on peut faire varier. pour une même résistance totale, la répartition de celle-ci le long du tube qui la renferme. On peut aussi donner aux éléments des longueurs diffé rentes.
Les tracés indiqués laissent entre les ex trémités externes des éléments tubulaires et la périphérie du dispositif de chauffage (par exemple une plaque chauffante), des secteurs 13, à côtés curvilignes, qui sont vides. Pour la commodité du montage, on peut prolonger le tube de l'élément au-delà des résistances correspondantes placées à l'intérieur et amincir en forme de coins ces prolongements (fi-. 3).
La section des éléments tubulaires peut être quelconque, mais de préférence elle sera en forme de triangle (isocèle ou équilatéral), une des faces de chaque élément constituant une partie de la surface de chauffe du dis positif.
Electric heating device. Electric heaters with shielded resistances are usually constituted by an assembly of tubular elements bent, in a plane, in the most diverse forms.
In the case of devices of generally circular shape, the ingenuity of the constructors has sought to achieve the greatest heating power per unit area of these elements for a given limit temperature of a tube of given dimension in increasing, by means of a suitable layout, the length of the tube.
The present invention relates to an electric heating device having, in plan, a generally circular shape and comprising shielded electrical resistances formed by tubular elements bent in a plane.
The device according to the invention is characterized in that said tubular heating elements are assembled end to end to form spirals extending from the center of the device towards its periphery, the whole in such a way that these elements occupy the most. large area possible within the perimeter of the device.
Preferably, the generating spirals will be obtained by developing an original polygon or circumference around which the original ends of the tubular elements are distributed. The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the device according to the invention.
Fig. 1 is a schematic plan view of this embodiment.
Fig. 2 and 3 show variants. In the device shown in fig.l, 1 designates a circumference whose center merges with the center of the device of generally circular shape. Two dia metrally opposed points 2 and 3 on this circumference 1 constitute the origins of the two developing elements 4, respectively 5, the development being carried out in the same direction. These two involutes are. stackable exactly by moving them angularly by 180 with respect to each other. Strips 6 and 7 in the form of spirals, the width of which is uniform, are included between involutes 4 and 5.
These bands 6 and 7 are contiguous. and we can suppose that they represent the traces, on the same projection plane, of two similar tubes, of which the sections; boundaries are shown in phantom.
By taking three origins points 2, 3, 8, at 120, on the. circumference 1 (fig. 2), or will obtain in the same way three overlapping spirals representing three tubes 6, 7 and 9 @ of constant thickness equal to the. length of the circumferential arc, with center 0, extending between two successive centers of the spirals. If you want a larger number of tubes (fig. 3), you will take. a corresponding number e (the origin points on the circumference 1, these points being. equidistant.
Like, for the. production of bending tools for. tubes. it may not be practical to draw involutes of a circle. the same result, with regard to the properties of the curves, can be obtained by replacing the circumference by the regular polygon formed by the generating points?, 3, 3, t> tc. We will thus obtain: spirals formed by arcs of successive circles coming from the unwinding of a wire wound on this base polygon.
In the application to the heating of a container in contact with the heating elements (the device described, it will hardly be necessary to make contiguous tubes to obtain the maximum heating power per unit area of the device. limit temperature of the element not to be exceeded.
It is, indeed. in the case of empty operation without a container to be heated. that the temperature of the tubular elements is the highest. If these are very far apart. the heating power per unit of contact area will be low; by bringing them together. it increases but, from a certain distance. it is necessary to decrease the intensity of the electric current so that the. maximum allowable temperature is not exceeded.
In the best conditions of natural convection cooling, there comes a time when the heating power does not increase any more, moving closer together. still the elements. it even tends to decrease.
In an assembly such as that shown in FIG. 3. can we delete elements so as to reserve between those remaining in tIspaces 11 and 1? of uniform width, through which the gaseous ambient medium can freely circulate by convection and thus achieve cooling. of the elements, when idling.
- It goes without saying that it is permissible not to give tubular elements of the same length the same total electrical resistance and which can be varied. for the same total resistance, the distribution of this along the tube which contains it. We can also give the elements different lengths.
The lines indicated leave between the outer ends of the tubular elements and the periphery of the heating device (for example a heating plate), sectors 13, with curvilinear sides, which are empty. For ease of assembly, the tube of the element can be extended beyond the corresponding resistors placed inside and these extensions can be made wedge-shaped (fig. 3).
The section of the tubular elements can be any, but preferably it will be in the form of a triangle (isosceles or equilateral), one of the faces of each element constituting a part of the heating surface of the positive device.