Coussin <B>chauffant.</B> La présente invention a pour objet un coussin chauffant du type comprenant -Lui corps de chauffe constitué par une résistance électrique.
Les coussins de ce type sont connus et sont généralement constitués par une résistance métallique prévue pour résister à, de hautes températures et recouverte d'une matière iso lante au point de vue électrique et au point de vue thermique, de manière à constituer un corps de chauffe qui puisse être entouré d'une enveloppe de tissu et être mis sous tension de façon à chauffer ladite enveloppe sans ris quer de la brûler. Dans de tels coussins, on utilise des dispositifs limiteurs de tempéra ture, afin d'empêcher qu'une surchauffe lo cale du corps de chauffe ne puisse brûler le tissu et de permettre de dimensionner la résis tance de façon que le coussin se chauffe ra pidement.
Le courant est interrompu par le dispositif limiteur sitôt que le coussin a atteint la température voulue qui est ensuite approximativement maintenue, ce dispositif fermant à nouveau le circuit de la résistance dès que la température descend au-dessous d'une certaine valeur pour le rouvrir et ainsi de suite. Une surchauffe peut se produire, par exemple, du fait d'un court-circuit entre dif férentes parties du conducteur électrique constituant ladite résistance. Un tel court- circuit entraîne une augmentation de la con sommation du coussin et, par conséquent, de la puissance dissipée dans la résistance et transformée en chaleur.
De tels dispositifs limiteurs de température sont constitués, par exemple, par un organe bimétallique s'incur vant sous l'effet de la température pour cou per le courant électrique lorsque cette tempé rature dépasse une limite fixée d'avance. Les dispositifs limiteurs de température utilisés jusqu'ici présentent certains inconvénients dus au fait qu'ils comprennent un mouvement mécanique et un contact électrique s'établis sant et s'interrompant de faon répétée et que le mouvement relatif des contacts, actionnés directement par le Bimétal, est trop lent pour produire des interruptions et des enclenche ments francs. Ces dispositifs sont sujets à se détraquer soit du fait de l'oxydation des con tacts, soit du fait des contraintes mécaniques auxquelles ils sont soumis lorsqu'on se couche sur eux.
D'autre part, ils présentent une cer taine épaisseur et peuvent éventuellement être sentis à travers l'enveloppe de tissu et pro voquer de ce fait une sensation inconfortable lorsqu'on se couche sur le coussin. Les coussins chauffants connus présentent tous un ou plu sieurs dispositifs limiteurs de température, et certains d'entre eux présentent, en outre, un coupe-circuit thermique assurant une inter ruption définitive du courant lorsque les dis positifs limiteurs de température ne fonction nent plus d'une façon satisfaisante ou que le coussin chauffe d'une façon exagérée par suite d'un court-circuit accidentel entre diffé rentes parties de la résistance. Ce coupe-cir cuit fonctionne alors comme un fusible.
La présente invention vise à fournir un coussin chauffant amélioré ne nécessitant pas de dispositifs limiteurs de température. Dans ce but, le coussin chauffant objet de l'inven tion comprend une résistance électrique dont le coefficient de température est tel que sa résistance soit au moins deux fois plus grande à la température maximum admissible pour le corps de chauffe qu'à la température am biante, dans le but d'assurer la limitation automatique de la température de ce corps de chauffe au-dessous de cette température maximum, dans les conditions normales d'em ploi du coussin.
Dans un tel coussin, on pourra, par exemple, former ladite résistance à, partir de fils ou de bandes de nickel ou encore de fer. Le coefficient de température de la résistance spécifique de ces métaux est relativement élevé, étant de 0,005 par degré centigrade pour le nickel et de 0,006 pour le fer. La résistance spécifique de ces métaux étant beaucoup moins élevée que celle des alliages connus, utilisés couramment dans la fabrication de résistances chauffantes, on devra prévoir des sections beaucoup plus fai bles -ou des longueurs de conducteurs beau coup plus grandes.
On aura pour cela recours à des artifices connus, tels par exemple qu'un enroulement de fils fins sur une âme en ma tière isolante souple. Un tel enroulement pourra constituer un élément équivalant à -Lin fil ou à une bande d'alliage résistant et pourra être entouré d'une couche de matière isolante résistant à la chaleur et destinée à protéger l'enveloppe de tissu. Le fil constituant cet enroulement pourra être isolé, à l'aide d'émail spécial par exemple, de façon à empêcher les courts-circuits entre spires. Untel élément sera extrêmement souple et offrira toutes les garan ties au point de vue de sa résistance mécani que. II souffrira moins qu'un élément fabri qué à partir d'im conducteur de section plus forte lors de pliages répétés du coussin.
Un tel coussin ne présentera pas de par ties dures faisant saillie de façon désagréable à travers le tissu. II se chauffera rapidement et atteindra alors une température limite qui ne sera plus dépassée, offrant ainsi également les avantages que les dispositifs limiteurs de température procurent aux coussins chauf fants usuels.
On v a décrire maintenant, à titre d'exem ples, deux formes d'exécution du coussin chauffant selon l'invention.
La première forme d'exécution est consti tuée par un coussin chauffant dont la puis sance nominale est de 85 watts. Le corps de chauffe de ce coussin est constitué par une résistance électrique bobinée avec du fil de 0,08 mm de diamètre. Le fil utilisé est du fil de nickel et ce fil est enroulé autour d'une ficelle d'amiante et recouvert ensuite d'une couche de ficelle d'amiante roulée serrée par dessus l'enroulement métallique. La longueur totale du fil de nickel est de 113 mètres envi ron et l'enroulement est ensuite replié sur lui- même et ligaturé de façon à constituer un corps de chauffe plat rectangulaire.
Le corps de chauffe est ensuite recouvert de plusieurs couches de tissu épais: deux couches super posées de molleton et une couche de toile re couvrant le tout.
L'essai de ce coussin, prévu pour 1-me ten sion efficace de 220 volts, a montré qu'il attei gnait sa température limite en l'espace de <B>13</B> minutes. Durant ce laps de temps, la con sommation diminue de 85 watts à 42,5 watts environ. Ce dernier chiffre peut naturelle ment varier selon l'isolation thermique dispo sée autour du coussin; le coussin atteindra phis rapidement sa température limite et cette température sera phis élevée, la consommation étant, par conséquent, plus faible, si le cous sin est disposé dans un lit, par exemple entre un matelas de crin et des couvertures de laine et un édredon de plumes de bonne qua lité.
Si, au contraire, le coussin chauffant est laissé à l'air libre dans une chambre froide, il mettra davantage de temps à atteindre sa température limite, celle-ci sera plus basse et la consommation ne diminuera pas dans d'aussi fortes proportions. Ainsi, le coussin décrit, lorsqu'il est laissé à l'air libre, n'atteint sa température limite qu'au bout de 15 mi nutes, sa consommation étant alors de 49 watts.
A titre de comparaison, un coussin dont le corps de chauffe serait constitué par un en roulement de fils résistants en alliage de (iiekel et de chrome comporterait, par exem ple, 53,i ni de fil d'un diamètre de<B>0,18</B> inm. Un tel fil, en effet, est 10,8 fois plus résis tant, à dimensions égales, que le fil de nickel utilisé dans le premier exemple.
lia deuxième forme d'exécution est consti tuée par un coussin chauffant dont la puis sance nominale est de 55 watts. Le corps de eliauffe de ce coussin est constitué de la même façon due celui du premier exemple. Ce corps (le chauffe comprend 175 m de fil de nickel de 0,08 nim de diamètre. Ce coussin comprend, en outre, lui coupe-circuit thermique disposé en série avec L'enroulement. du corps de chauffe et traversé par le courant parcourant celui-ci. Ce coupe-circuit est constitué par une soudure tendue par un ressort, selon des dis positions connues.
Il est dimensionné pour couper le courant dès que celui-ei dépasse la limite de 0,3 ampères, c'est-à-dire 20 %r, de plus (lue le courant nominal du coussin.
L'essai de ce coussin prévu également, pour une tension efficace de 220 volts a montré qu'il atteignait sa température limite au bout de 15 minutes, et. que sa consommation dimi nuait alors jusqu'à la valeur de 22 watts.
Il est évident que le corps de chauffe pourrait aussi être constitué par plusieurs ré sistances branchées en parallèle, et dont une ou plusieurs pourront, à volonté, être mises en circuit, pour fournir un coussin dont la puissance de chauffage soit réglable, à l'aide d'un commutateur ou d'un sélecteur par exemple.
En admettant. une température de fonc tionnement plus élevée et éventuellement en constituant le corps de chauffe par une on par plusieurs résistances en fer ou en un autre métal dont la résistance spécifique présente un coefficient de température plus élevé que celui de la résistance du nickel, la résistance de ce corps de chauffe peut être rendue plus (le trois fois plus grande, à la température maximum admissible qu'à la température ambiante.
<B> Heating pad. </B> The present invention relates to a heating pad of the type comprising -He heating body consisting of an electrical resistance.
Cushions of this type are known and generally consist of a metallic resistance designed to withstand high temperatures and covered with an insulating material from an electric point of view and from a thermal point of view, so as to constitute a body of heater which can be surrounded by a fabric envelope and be energized so as to heat said envelope without risking burning it. In such cushions, temperature limiting devices are used to prevent local overheating of the heating body from burning the fabric and to allow the resistor to be sized so that the cushion heats up quickly. .
The current is interrupted by the limiting device as soon as the cushion has reached the desired temperature which is then approximately maintained, this device again closing the resistance circuit as soon as the temperature drops below a certain value to reopen it and and so on. Overheating can occur, for example, due to a short circuit between different parts of the electrical conductor constituting said resistance. Such a short circuit results in an increase in the consumption of the cushion and, consequently, in the power dissipated in the resistor and transformed into heat.
Such temperature limiting devices are constituted, for example, by a bimetallic member curving under the effect of temperature to cut off the electric current when this temperature exceeds a limit fixed in advance. The temperature limiting devices used hitherto have certain drawbacks due to the fact that they comprise a mechanical movement and an electrical contact which are established and interrupted repeatedly and that the relative movement of the contacts, actuated directly by the bimetal , is too slow to produce sharp interruptions and interruptions. These devices are subject to breaking down either because of the oxidation of the contacts, or because of the mechanical stresses to which they are subjected when lying on them.
On the other hand, they have a certain thickness and can possibly be felt through the fabric cover and thus cause an uncomfortable feeling when lying on the cushion. The known heating cushions all have one or more temperature limiting devices, and some of them also have a thermal circuit breaker ensuring a definitive interruption of the current when the temperature limiting devices no longer operate. 'satisfactorily or that the pad heats up excessively as a result of an accidental short circuit between different parts of the resistor. This fired circuit cutter then functions as a fuse.
The present invention aims to provide an improved heating pad which does not require temperature limiting devices. For this purpose, the heating pad which is the subject of the invention comprises an electrical resistance whose temperature coefficient is such that its resistance is at least twice as great at the maximum temperature admissible for the heating body as at the temperature am biante, with the aim of ensuring the automatic limitation of the temperature of this heating body below this maximum temperature, under the normal conditions of use of the cushion.
In such a cushion, it is possible, for example, to form said resistance from wires or strips of nickel or even iron. The temperature coefficient of the specific resistance of these metals is relatively high, being 0.005 per degree centigrade for nickel and 0.006 for iron. The specific resistance of these metals being much lower than that of the known alloys commonly used in the manufacture of heating resistors, it will be necessary to provide much smaller sections - or much greater lengths of conductors.
Known devices will be used for this, such as for example a winding of fine son on a core of flexible insulating material. Such a winding could constitute an element equivalent to -Lin wire or to a resistant alloy strip and could be surrounded by a layer of heat-resistant insulating material intended to protect the fabric envelope. The wire constituting this winding can be insulated, using special enamel for example, so as to prevent short circuits between turns. Such an element will be extremely flexible and will offer all the guarantees from the point of view of its mechanical resistance. It will suffer less than an element made from a conductor of larger section during repeated folding of the cushion.
Such a cushion will not have hard parts protruding unpleasantly through the fabric. It will heat up quickly and will then reach a limit temperature which will no longer be exceeded, thus also offering the advantages which the temperature limiting devices provide to the usual heating cushions.
There will now be described, by way of example, two embodiments of the heating pad according to the invention.
The first embodiment is constituted by a heating pad whose nominal power is 85 watts. The heating body of this cushion is made up of an electrical resistance wound with wire 0.08 mm in diameter. The wire used is nickel wire and this wire is wrapped around an asbestos string and then covered with a layer of asbestos string tightly rolled over the metal coil. The total length of the nickel wire is about 113 meters and the winding is then folded back on itself and tied so as to constitute a rectangular flat heating body.
The heating body is then covered with several layers of thick fabric: two overlapping layers of fleece and a layer of canvas covering the whole.
The test of this cushion, designed for 1-mee r effective voltage of 220 volts, showed that it reached its temperature limit within <B> 13 </B> minutes. During this time the consumption decreases from 85 watts to approximately 42.5 watts. This last figure can naturally vary according to the thermal insulation provided around the cushion; the cushion will quickly reach its limit temperature and this temperature will be phis high, consumption being, therefore, lower, if the neck is placed in a bed, for example between a horsehair mattress and woolen blankets and a quilt of good quality feathers.
If, on the contrary, the heating pad is left in the open air in a cold room, it will take longer to reach its limit temperature, this will be lower and consumption will not decrease in such large proportions. Thus, the cushion described, when it is left in the open air, does not reach its limit temperature until after 15 minutes, its consumption then being 49 watts.
By way of comparison, a cushion whose heating body is made up of a rolling element of resistant wires made of an alloy of (iiekel and chromium would include, for example, 53, i ni of wire with a diameter of <B> 0 , 18 </B> inm. Such a wire, in fact, is 10.8 times more resistant, at equal dimensions, than the nickel wire used in the first example.
The second embodiment is constituted by a heating pad whose nominal power is 55 watts. The heating body of this cushion is made in the same way due to that of the first example. This body (the heater includes 175 m of nickel wire 0.08 nm in diameter. This cushion also includes a thermal circuit breaker arranged in series with the winding. Of the heater body and through which the current flowing. This circuit breaker is formed by a weld tensioned by a spring, according to known arrangements.
It is dimensioned to cut the current as soon as it exceeds the limit of 0.3 amperes, that is to say 20% r, more (read the nominal current of the cushion.
The test of this cushion, also provided for an effective voltage of 220 volts, showed that it reached its limit temperature after 15 minutes, and. that its consumption would then decrease to the value of 22 watts.
It is obvious that the heating body could also be made up of several resistors connected in parallel, and one or more of which can, at will, be put into circuit, to provide a cushion whose heating power is adjustable, to the using a switch or selector for example.
Admitting. a higher operating temperature and possibly by constituting the heating body by one or by several resistances made of iron or another metal, the specific resistance of which has a higher temperature coefficient than that of the resistance of nickel, the resistance of this heating body can be made more (three times greater, at the maximum allowable temperature than at room temperature.