EP0202969A1 - Elément chauffant plat à résistance électrique et article chauffant comprenant un tel élément - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a flat electric resistance heating element, in particular for a household article comprising a heating surface.
- the invention also relates to heating articles comprising such a heating element.
- the invention preferably applies, but is not limited to, cookware with a heated bottom, cooking plates, plate warmers, radiators and radiant panels and irons.
- Culinary articles with a heated bottom generally comprise a tubular and shielded electrical resistance fixed by crimping to the bottom of the article. This method of attachment is complex and expensive. In addition, it does not make it possible to obtain an excellent thermal contact between the resistance and the bottom of the article nor to obtain a homogeneous distribution of the temperature.
- the heating sole In the case of electric irons, the heating sole is generally made of aluminum cast on an armored electrical resistance. The production of such soles is also complicated and expensive.
- the electrical resistance is in contact with the soleplate in a generally U-shaped line, so that it does not allow good homogeneity of the temperature distribution to be obtained.
- the object of the present invention is to remedy the drawbacks of known embodiments by creating a flat heating element which is easy to integrate into the heating article, which makes it possible to ensure a uniform distribution of the heating over the heating surface of the article and which is inexpensive to manufacture.
- this electric resistance heating element in particular for a household article comprising a heating surface, comprises a heating resistance cut from a metal sheet and is characterized in that this sheet is coated in a substrate of electrically insulating material, resistant at the heating temperature and capable of adhering to the metal foil and to the material constituting the support of the heating surface of the arcle.
- the resistor is cut from a metal sheet, makes it possible to obtain a high ohmic value per unit of area and above all to distribute the heating temperature uniformly over the entire surface of the resistor. Furthermore, such resistors cut from a metal sheet are inexpensive to produce.
- this resistive sheet is coated in an insulating substrate adhering to this sheet and to the material constituting the support of the heating surface of the article, makes it possible to solve in a simple and effective manner, the problems of the insulation of the resistive sheet and the attachment of the heating element to the heating article.
- the metal sheet is chosen from the following resistive metals: stainless steel, ferronickel alloy and nickel-chromium alloy.
- the sheets produced in these alloys can have thicknesses between 0.08 and 0.015 mm, while having sufficient mechanical properties to withstand without damage the various manipulations necessary for the manufacture of the heating element.
- the metal sheet is comprised between two layers of felt of ceramic material impregnated with a polymerizable resin under the action of heat, these two layers of felt being bonded together and adhering to the metal sheet, the resin being preferably chosen from polyimide, phenolic and silicone resins.
- the metal sheet is between two layers based on alumina projected in the form of plasma.
- the metal sheet is between two layers of enamel.
- the bond between the resistive sheet and the support is obtained during the polymerization of the resin.
- the two layers of ceramic felt provide excellent electrical insulation of the resistive sheet and give the heating element excellent heat resistance. After polymerization of the resin which impregnates the layers of felt, these become hard and resistant to mechanical shock. At the same time, the resin allows the heating element to adhere to a metal support.
- the invention also applies to heating articles comprising a support to which a heating element according to the invention is fixed.
- This support can be chosen from the following materials: aluminum, stainless steel, mild steel, ceramic, vitrocrystalline material and glass.
- the heating element can be fixed to the support by means of a resin layer which may correspond to that which permeates the substrate, when the latter is for example based on ceramic fiber felt.
- the heating element can also be fixed to the support by means of a plate applied with pressure against this heating element and fixed to said support.
- the heating element is integrated into the support when it is made, for example by polymerization of the resin contained in the substrate.
- the heating element comprises a resistor 1 cut from a metal sheet, comprised between two layers 2 based on felt of ceramic fibers loaded with polyimide resin.
- This felt consists of ceramic fibers and mica flakes at a rate of 70 to 80% of the product, the resins acting as a binder when they are polymerized while the electrical insulation is mainly due to the above materials.
- the metal sheet 1 is for example a sheet of stainless steel, of ferro-nickel alloy or of nickel-chromium alloy having a thickness of between 0.08 and 0.015 mm. This sheet 1 is cut so as to form therein (see FIG. 2) a ribbon of constant width which may include at certain points connecting straps intended to be cut selectively in order to vary the length of the resistance and thus obtain characteristics. different from the resistive circuit or allow the said characteristics to be adjusted on demand.
- the metal sheet can also be cut as shown in Figure 3, so as to form a continuous resistive strip the sinuous contour.
- the metal sheet 1 is preferably treated chemically or mechanically to improve the adhesion of the layers 2.
- this adhesion is obtained by heating the assembly constituted by the sheet 1 sandwiched between the two layers 2, so as to polymerize the polyimide resin contained in these layers.
- This polymerization has the effect of binding the two layers 2 together through the openings 3 made in the sheet 1 (see FIG. 4), and of binding these two layers 2 to this sheet 1.
- the two layers 2 can for example be made of the material described in French patent No. 80 23 943 of November 5, 1980.
- the outer face of this layer is covered by a metal sheet 4, for example aluminum which at the same time has a thermal or self-diffusing effect. radiant and mechanically protects layer 2.
- the heating element obtained, as shown in FIG. 4, can be fixed on a metal support 5 made of aluminum, stainless steel, mild steel, ceramic or vitrocrystalline material or glass.
- This fixing can be obtained by placing a layer of polyimide resin 6 between the support 5 and the heating element and by heating the assembly so as to polymerize this resin.
- the hot plate obtained can constitute a cooking plate, the heating bottom of a culinary article, the soleplate of an iron, etc.
- the assembly thus produced can withstand temperatures reaching and even exceeding 350 ° C., ensuring a perfectly uniform distribution of the temperature over the entire surface of the heating plate.
- the resistive sheet 1 is placed between two layers, each comprising a layer 7 of polymerized samicanite (laminate of sheets of paper impregnated with phenolic resin loaded with mica flakes). Each layer 7 of samicanite is coated with a layer of phenolic resin 8, not polymerized. The resistive sheet 1 is placed between the two layers 8 of unpolymerized phenolic resin.
- this resin After polymerization of the two layers 8 of phenolic resin, this resin completely coats the resistive sheet 1 and binds together the two layers 7 of samicanite through the openings cut in the resistive sheet 1, as indicated in FIG. 8.
- a layer 9 of ceramic felt loaded with polyimide resin is inserted between them as indicated in FIG. 9.
- the hot plate shown in Figure 10 withstands temperatures above 400 ° C while having a perfectly uniform distribution of temperature, which thus avoids any risk of localized hot spot.
- the cut resistive sheet 1 is as in the embodiment according to Figure 1 placed between two layers 2 of ceramic felt impregnated with polyimide resin.
- two composite layers are applied, each comprising a layer 7 of samicanite coated with a layer 8 of phenolic resin, the latter being adjacent to the layer of felt 2.
- Another layer 10 of phenolic resin is applied between the layer 7 of samicanite adjacent to the support 5 and the latter.
- the assembly is heated to polymerize the layers 8, 10 of phenolic resin and the polyimide resin contained in the felt layers 2.
- the various layers of the heating element are thus joined together (see figure 12), at the same time as it is fixed to the support 5, while ensuring excellent thermal insulation between the cut resistive sheet 1 and the support 5.
- the thickness of the heating element does not generally exceed 1 mm, so that the thickness of insulating material between the support 5 and the resistive sheet 1 practically does not affect the thermal transmission properties .
- the layer 7 of samicanite disposed opposite the support 5 mechanically protects the resistive sheet 1 and avoids any risk of sticking of the assembly with the walls of the mold used to mold and heat treat this assembly.
- the heating element is composed, as in the embodiment of FIG. 1, by two layers 2 of ceramic felt impregnated with polyimide resin applied on either side of the resistive sheet 1
- This heating element instead of being glued to the support 5, is pressed against the latter by means of a counter plate 11, for example made of aluminum, the curved edge 11 a of which is fixed by means of a sealed weld 12 to support 5 (see figure 14).
- the assembly is heated to polymerize the polyimide resin contained in the layers 2, so as to bond these simultaneously to the resistive sheet 1, to the support 5 and to the counter plate 11.
- the support 5 can be the aluminum bottom of a cooking utensil.
- the counter plate 11 fixed in a sealed manner to this bottom makes it possible to preserve the resistive sheet 1 from any contact with humidity.
- the resistive sheet 1 is fixed and electrically insulated from the support 5 by enamel.
- a layer 13 of a conventional enamel slip for aluminum is applied to the support 5, for example of aluminum, and this layer is then dried.
- the cut resistive sheet 1 is placed on the layer 13 of enamel slip.
- a second layer 14 of enamel slip is applied to the resistive sheet 1 which is then dried.
- the two layers of enamel 13 and 14 are baked simultaneously. During this baking, the two layers of enamel 13 and 14 bond together through the openings in the sheet. resistive 1 by completely coating it and hanging on the support 5.
- the support 5 can be the bottom of a cooking utensil.
- the enamel layers 13, 14 effectively protect the resistive sheet 1 against impact, withstand heating at a temperature above 400 ° C and provide excellent thermal insulation.
- connection between the resistive sheet 1 and the support 5 is also obtained by means of enamel.
- the support 5 for example the stainless steel sheet of a bottom of a cooking utensil
- a layer 15 of enamel slip for example the stainless steel sheet of a bottom of a cooking utensil
- the surface of an aluminum counterplate 16 is covered by a layer 17 of enamel slip.
- the support 5 is applied against the counterplate 16 so that the resistive sheet 1 is covered on both sides by the slip layers 15 and 17.
- a third layer 18 of enamel slip is also applied to the face of the counterplate 16 opposite the support 5.
- a heating base comprising a resistive sheet 1 sandwiched between the two metal plates 5, 16 one of which is covered by an enamel layer 18.
- the two enamel layers 15, 17 provide an excellent connection between the two plates 5 and 16, perfectly insulate the resistive sheet 1 and provide an excellent seal for the latter.
- these enamel layers allow the heating base to withstand temperatures exceeding 400 ° C.
- the support 5 is the bottom of stainless steel sheet of a cooking utensil. Against this support 5, is fixed by a brazing layer 19, a first aluminum plate 20. against the latter, is fixed by means of a second brazing layer 21, a second aluminum plate 22. This second plate 22 is stamped so as to form between it and the first plate 20, a recess 23 adapted to receive the cut resistor 1 a shown in FIG. 3. This resistor 1a is placed between two layers 24, 25 of insulating and refractory cement.
- the stampings formed on the plate 22 are crushed towards the first plate 20 (see right part of FIG. 23), so as to ensure the cohesion of the cement.
- the refractory cement can be replaced by a paste based on powder of refractory and insulating material such as alumina or magnesia. To obtain a connection between the powders, they can be heated so as to make them sinter.
- the resistive sheet 1 is sandwiched between two layers 26 of ceramic fiber felt. These two layers of felt 26 are impregnated on their faces adjacent to the resistive sheet with a silicone resin 27.
- One of these layers of felt 26 is impregnated on its face adjacent to the support 5 with a second layer of silicone resin 28.
- the layers 27, 28 of silicone resin polymerize by simultaneously ensuring the connection between the two layers of ceramic fiber 26 through the openings of the resistive sheet 1 and the connection of these two layers 26 of ceramic fiber with the support 5.
- the resistive sheet 1 is linked to the support 5 by means of alumina sprayed in the form of plasma.
- a first layer of alumina 29 is projected in the form of plasma.
- the resistive sheet 1 is deposited on the alumina layer 29.
- the resistive sheet 1 is covered with a second layer of alumina 30 which adheres the first layer 29 through the openings in the resistive sheet 1.
- thermosetting resin 31 which protects it against mechanical shock.
- a part 32 of the thickness of the bottom of the container is molded, then the resistive sheet 1 is placed on it.
- the rest 33 of the container is molded on the first part 32.
- FIG. 31 an iron soleplate 34 has been shown on which a heating element 35 according to the invention is applied, for example of the kind of that shown in FIGS. 4 or 8.
- the sole 34 is produced by a simple sheet of chromed steel.
- a counter plate 36 is applied which is pressed on the heating element 35, by a crimping 37 carried out along the edge of the soleplate 34. An excellent thermal contact is thus obtained between the heating element 35 and sole 34.
- the heating element 35 extends over practically the entire inner surface of the sole 34, the whole of the latter is heated in a uniform manner.
- such an embodiment of the sole 34 is very simple and economical. It also has the advantage over conventional thick soles of being much lighter than the latter.
- the invention can be applied to heating supports made of a material other than metal, such as ceramic, glass or vitro-crystalline materials used for the top of cookers.
- the heating element can also be applied to perforated flat supports in the form of a frame, for heating with an air flow.
- the support can be made of insulating material or composite and reinforced material (insulating on a steel element for example).
- the heating element can also be applied to solid and perforated supports of three-dimensional shape, for example for heating a hollow container through the bottom and the side wall or heating with an air flow, as in the hair dryer case.
- the substrate in which the cut resistor is coated can be produced by a layer of paint or varnish supporting a temperature between 100 and 200 ° C.
- This substrate can also be made of a thermoplastic or thermosetting material itself constituting the wall of the heating article.
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Abstract
Description
- La présente invention concerne un élément chauffant plat à résistance électrique, notamment pour un article domestique comprenant une surface chauffante.
- L'invention vise également les articles chauffants comportant un tel élément chauffant.
- L'invention s'applique de préférence, mais non limitativement, aux articles culinaires à fond chauffant, aux plaques de cuisson, aux chauffe-plats, aux radiateurs et panneaux radiants et aux fers à repasser.
- Les articles culinaires à fond chauffant comportent généralement, une résistance électrique tubulaire et blindée fixée par sertissage au fond de l'article. Ce mode de fixation est complexe et onéreux. De plus, il ne permet pas d'obtenir un excellent contact thermique entre la résistance et le fond de l'article ni d'obtenir une répartition homogène de la température.
- Dans le cas des fers à repasser électriques, la semelle chauffante est généralement en aluminium moulé sur une résistance électrique blindée. La réalisation de telles semelles est également compliquée et onéreuse.
- De plus comme dans le cas des articles à fond chauffant, la résistance électrique est en contact avec la semelle suivant une ligne généralement en U, de sorte qu'elle ne permet pas d'obtenir une bonne homogénéité de la répartition de la température.
- Dans l'état actuel de la technique, on remédie à cette difficulté en réalisant des semelles relativement épaisses. Toutefois, une telle solution affecte considérablement le coût ainsi que le poids de l'article, de sorte qu'on est obligé d'avoir recours à des alliages légers relativement coûteux.
- Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients des réalisations connues en créant un élément chauffant plat qui soit facile à intégrer à l'article chauffant, qui permette d'assurer une répartition uniforme du chauffage sur la surface chauffante de l'article et qui soit de fabrication peu coûteuse.
- Suivant l'invention, cet élément chauffant à résistance électrique, notamment pour un article domestique comprenant une surface chauffante, comprend une résistance chauffante découpée dans une feuille métallique et est caractérisé en ce que cette feuille est enrobée dans un substrat en matière électriquement isolante, résistant à la température de chauffage et pouvant adhérer à la feuille métallique et à la matière constituant le support de la surface chauffante de l'arëcle.
- Le fait que la résistance soit découpée dans une feuille de métal, permet d'obtenir une valeur ohmique importante par unité de surface et surtout de répartir la température de chauffage de façon uniforme sur toute la surface de la résistance. Par ailleurs, de telles résistances découpées dans une feuille de métal sont peu coûteuses à réaliser.
- Le fait que cette feuille résistive soit enrobée dans un substrat isolant adhérant à cette feuille et à la matière constituant le support de la surface chauffante de l'article, permet de solutionner d'une manière simple et efficace, les problèmes de l'isolation de la feuille résistive et de la fixation de l'élément chauffant à l'article chauffant.
- Selon une version avantageuse de l'invention, la feuille métallique est choisie parmi les métaux résistifs suivants: acier inoxydable, alliage ferronickel et alliage nickel-chrome.
- Les feuilles réalisées dans ces alliages peuvent présenter des épaisseurs comprises entre 0,08 et 0,015 mm, tout en présentant des propriétés mécaniques suffisantes pour supporter sans dommage les diverses manipulations nécessaires pour la fabrication de l'élément chauffant.
- Selon une version préférée de l'invention, dans le cas d'un élément chauffant destiné au chauffage à une température comprise entre 400 et 500°C, la feuille métallique est comprise entre deux couches de feutre en matière céramique imprégnée d'une résine polymérisable sous l'action de la chaleur, ces deux couches de feutre étant liées entre elles et adhérant à la feuille métallique, la résine étant de préférence choisie parmi les résines polyimides, phénoliques et silicones.
- Selon une autre version de l'invention, la feuille métallique est comprise entre deux couches à base d'alumine projetées sous forme de plasma.
- Selon une autre version de l'invention, la feuille métallique est comprise entre deux couches d'émail.
- Dans le cas de l'utilisation de couches de feutre de céramique imprégné de résine, la liaison entre la feuille résistive et le support est obtenue lors de la polymérisation de la résine. Les deux couches de feutre de céramique assurent une excellente isolation électrique de la feuille résistive et confèrent à l'élément chauffant une excellente résistance à la chaleur. Après polymérisation de la résine qui imprègne les couches de feutre, celles-ci deviennent dures et résistantes à l'égard des chocs mécaniques. En même temps, la résine permet l'adhérence de l'élément chauffant à un support métallique.
- L'application d'une couche d'alumine projetée sous forme de plasma, ou d'une couche d'émail qui est cuite, permet également d'obtenir une excellente liaison entre la feuille résistive et le support ainsi qu'une excellente isolation électrique.
- L'invention s'applique également aux articles chauffants comprenant un support auquel est fixé un élément chauffant conforme à l'invention.
- Ce support peut être choisi parmi les matériaux suivants : aluminium, acier inoxydable, acier doux, céramique, matière vitrocristalline et verre.
- L'élément chauffant peut être fixé au support au moyen d'une couche de résine qui peut correspondre à celle qui imprègne le substrat, lorsque celui-ci est par exemple à base de feutre de fibres céramiques.
- L'élément chauffant peut également être fixé au support au moyen d'une plaque appliquée avec pression contre cet élément chauffant et fixée audit support.
- Selon une autre version de l'invention, l'élément chauffant est intégré au support au moment de sa confection, par exemple par polymérisation de la résine contenue dans le substrat.
- D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après.
- Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs :
-
- . la figure 1 est une vue en coupe des diverses couches d'un élément chauffant plat conforme à l'invention, avant assemblage de ces couches;
- . la figure 2 est une vue en plan partielle, de la résistance obtenue à partir d'une feuille découpée;
- . la figure 3 est une vue en plan analogue à la figure 2 concernant une autre réalisation de la résistance;
- . la figure 4 est une vue en coupe de l'élément chauffant terminé, les différentes couches étant assemblées;
- . la figure 5 est une vue en coupe montrant l'élément chauffant et un support, avant assemblage;
- . la figure 6 est une vue analogue à la figure 5, montrant la plaque chauffante terminée;
- . la figure 7 est une vue analogue à la figure 1, concernant une première variante de réalisation;
- . la figure 8 est une vue en coupe montrant l'élément selon cette variante terminé;
- . la figure 9 est une vue en coupe montrant l'élément selon cette variante et un support, avant assemblage;
- . la figure 10 est une vue en coupe montrant la plaque chauffante terminée;
- . la figure 11 est une vue en coupe montrant les différentes couches d'une seconde variante de réalisation et d'un support, avant assemblage;
- . la figure 12 est une vue en coupe montrant la plaque chauffante terminée;
- . la figure 13 est une vue en coupe montrant les différentes couches d'une troisième variante de réalisation, d'une plaque de recouvrement de l'élément chauffant et d'un support, avant assemblage;
- . la figure 14 est une vue en coupe montrant la plaque chauffante terminée;
- . les figures 15 à 18, sont des vues en coupe montrant les différentes étapes de la fabrication d'une quatrième variante de réalisation, l'élément chauffant étant intégré au support;
- . les figures 19 à 21 sont des vues en coupe montrant les différentes étapes de la fabrication d'une cinquième variante de réalisation;
- . la figure 22 est une vue en coupe montrant les différentes couches d'une sixième variante de réalisation, avant assemblage;
- . la figure 23 est une vue en coupe de la plaque chauffante terminée;
- . la figure 24 est une vue en coupe montrant les différentes couches d'une septième variante de réalisation, avant assemblage;
- . la figure 25 est une vue en coupe de la plaque chauffante terminée ;
- . les figures 26 à 29 sont des vues en coupe montrant les différentes étapes de la fabrication d'une huitième variante de réalisation
- . la figure 30 est une vue en coupe montrant une neuvième variante de réalisation ;
- . la figure 31 est une vue en coupe montrant une dixième variante de réalisation.
- Dans la réalisation des figures 1 et 4, l'élément chauffant comprend une résistance 1 découpée dans une feuille métallique, comprise entre deux couches 2 à base de feutre de fibres céramiques chargé de résine polyimide. Ce feutre est constitué de fibres céramique et de paillettes mica à raison de 70 à 80% du produit, les résines faisant fonction de liant lorsqu'elles sont polymérisées alors que l'isolation électrique est surtout due aux matériaux ci-dessus.
- La feuille métallique 1 est par exemple une feuille d'acier inoxydable, d'alliage ferro-nickel ou d'alliage nickel-chrome présentant une épaisseur comprise entre 0,08 et 0,015 mm. Cette feuille 1 est découpée de façon à former dans celle-ci (voir figure 2) un ruban de largeur constante pouvant comporter en certains points des bretelles de liaison destinées à être coupées sélectivement pour faire varier la longueur de la résistance et ainsi obtenir des caractéristiques différentes du circuit résistant ou permettre d'ajuster lesdites caractéristiques à la demande.
- La feuille métallique peut également être découpée comme indiqué sur la figure 3, de façon à former une bande résistive continue la de contour sinueux.
- La feuille métallique 1 est de préférence traitée chimiquement ou mécaniquement pour améliorer l'adhérence des couches 2.
- Dans cet exempte, cette adhérence est obtenue en chauffant l'ensemble constitué par la feuille 1 prise en sandwich-entre les deux couches 2, de façon à polymériser la résine polyimide contenue dans ces couches. Cette polymérisation a pour effet de lier les deux couches 2 entre elles à travers les ouvertures 3 pratiquées dans la feuille 1 (voir figure 4), et de lier ces deux couches 2 à cette feuille 1.
- Les deux couches 2 peuvent être par exemple réalisées dans le matériau décrit dans le brevet français n° 80 23 943 du 5 novembre 1980.
- Pour éviter l'adhérence de la couche 2 avec la surface chauffante utilisée pour faire polymériser la résine, la face extérieure de cette couche est recouverte par une feuille métallique 4, par exemple en aluminium qui en même temps présente un effet diffusant thermique ou auto-rayonnant et protège mécaniquement la couche 2.
- L'élément chauffant obtenu, comme indiqué sur la figure 4, peut être fixé sur un support métallique 5 en aluminium, en acier inoxydable, en acier doux, en céramique ou en matière vitrocristalline ou en verre.
- Cette fixation peut être obtenue en plaçant entre le support 5 et l'élément chauffant une couche de résine polyimide 6 et en chauffant l'ensemble de façon à polymériser cette résine.
- La plaque chauffante obtenue, comme indiqué sur la figure 6, peut constituer une plaque de cuisson, le fond chauffant d'un article culinaire, la semelle d'un fer à repasser, etc.
- Dans le cas des figures 1, 4, 5 et 6, l'épaisseur des couches a été fortement exagérée pour la clarté des figures. En réalité, l'épaisseur de l'élément chauffant ne dépassera généralement pas le millimètre.
- L'assemblage ainsi réalisé peut supporter des températures atteignant et dépassant même 350°C, en assurant une répartition parfaitement uniforme de la température sur toute la surface de la plaque chauffante.
- Dans le cas de la réalisation selon la figure 7, la feuille résistive 1 est placée entre deux couches, comprenant chacune une couche 7 de samicanite polymérisée (stratifié de feuilles de papier imprégné de résine phénolique chargée de paillettes de mica). Chaque couche 7 de samicanite est enduite d'une couche de résine phénolique 8, non polymérisée. La feuille résistive 1 est placée entre les deux couches 8 de résine phénolique non polymérisée.
- Après polymérisation des deux couches 8 de résine phénolique, cette résine enrobe complètement la feuille résistive 1 et lie entre elles les deux couches 7 de samicanite à travers les ouvertures découpées dans la feuille résistive 1, comme indiqué sur la figure 8.
- Pour fixer l'élément chauffant au support 5, on intercale entre ceux-ci comme indiqué sur la figure 9, une couche 9 de feutre céramique chargé de résine polyimide. La polymérisation de la résine polyimide contenue dans la couche 9, obtenue par chauffage, lie l'élément chauffant au support 5.
- Comme dans le cas de la réalisation représentée sur la figure 6, la plaque chauffante représentée sur la figure 10 résiste à des températures dépassant 400°C tout en présentant une répartition parfaitement uniforme de la température, qui évite ainsi tout risque de point chaud localisé.
- Dans la réalisation de la figure 11, la feuille résistive découpée 1 est comme dans la réalisation selon la figure 1 placée entre deux couches 2 de feutre céramique imprégné de résine polyimide. De part et d'autre des deux couches 2, sont appliquées deux couches composites comprenant chacune une couche 7 de samicanite enduite d'une couche 8 de résine phénolique, cette dernière étant adjacente à la couche de feutre 2. Une autre couche 10 de résine phénolique est appliquée entre la couche 7 de samicanite adjacente au support 5 et celui-ci.
- Pour fixer les différentes couches au support 5, on chauffe l'ensemble pour polymériser les couches 8, 10 de résine phénolique et la résine polyimide contenue dans les couches de feutre 2. On solidarise ainsi les différentes couches de l'élément chauffant (voir figure 12), en même temps qu'on assure la fixation de celui-ci au support 5, tout en assurant une excellente isolation thermique entre la feuille résistive découpée 1 et le support 5.
- Comme dans les réalisations précédentes, l'épaisseur de l'élément chauffant ne dépasse pas généralement 1 mm, de sorte que l'épaisseur de matière isolante comprise entre le support 5 et la feuille résistive 1 n'affecte pratiquement pas les propriétés de transmission thermique.
- Par ailleurs, dans le cas de la réalisation selon la figure 12, comme celle de la figure 10, la couche 7 de samicanite disposée à l'opposé du support 5 protège mécaniquement la feuille résistive 1 et évite tout risque de collage de l'ensemble avec les parois du moule utilisé pour mouler et traiter thermiquement cet ensemble.
- Dans le cas de la réalisation selon la figure 13, l'élément chauffant est composé, comme dans la réalisation de la figure 1, par deux couches 2 de feutre céramique imprégné de résine polyimide appliquées de part et d'autre de la feuille résistive 1. Cet élément chauffant au lieu d'être collé sur le support 5, est plaqueé contre celui-ci au moyen d'une contre-plaque 11 par exemple en aluminium dont le bord recourbé 11 a est fixé au moyen d'une soudure étanche 12 au support 5 (voir figure 14).
- Une fois la contre-plaque 11 soudée au support, on chauffe l'ensemble pour faire polymériser la résine polyimide contenue dans les couches 2, de façon à lier celles-ci simultanément à la feuille résistive 1, au support 5 et à la contre-plaque 11.
- Dans cette réalisation, le support 5 peut être le fond en aluminium d'un ustensile culinaire. La contre-plaque 11 fixée de façon étanche à ce fond permet de préserver la feuille résistive 1 de tout contact avec l'humidité.
- Dans la réalisation illustrée par les figures 15 à 18, la feuille résistive 1 est fixée et isolée électriquement par rapport au support 5 par de l'émail.
- Dans une première étape (voir figure 15), on applique sur le support 5 par exemple en aluminium, une couche 13 de barbotine d'émail classique pour aluminium, puis on sèche cette couche.
- Dans une seconde étape (voir figure 16), on pose sur la couche 13 de barbotine d'émail la feuille résistive découpée 1.
- Dans une troisième étape (voir figure 17), on applique sur la feuille résistive 1 une seconde couche 14 de barbotine d'émail que l'on sèche ensuite.
- Dans une dernière étape (voir figure 18), on procède à la cuisson simultanée des deux couches d'émail 13 et 14. Lors de cette cuisson, les deux couches d'émail 13 et 14 se lient ensemble à travers les ouvertures de la feuille résistive 1 en enrobant complètement celle-ci et en s'accrochant au support 5.
- Comme dans le cas des réalisations précédentes, le support 5 peut être le fond d'un ustensile culinaire. Les couches d'émail 13, 14 protègent efficacement la feuille résistive 1 à l'égard des chocs, supportent un chauffage à une température supérieure à 400°C et assurent une excellente isolation thermique.
- Dans la réalisation des figures 19 à. 21, la liaison entre la feuille résistive 1 et le support 5 est également obtenue au moyen d'émail.
- Dans une première étape (voir figure 19), le support 5 ( par exemple la tôle en acier inoxydable d'un fond d'ustensile culinaire) est recouvert d'une couche 15 de barbotine d'émail. De même, la surface d'une contre-plaque 16 en aluminium est recouverte par une couche 17 de barbotine d'émail. Après séchage des deux couches 15 et 17 de barbotine d'émail, dans une deuxième étape - (voir figure 20), le support 5 est appliqué contre la contre-plaque 16 de façon que la feuille résistive 1 soit recouverte sur ses deux faces par les couches de barbotine 15 et 17. On applique également une troisième couche 18 de barbotine d'émail sur la face de la contre-plaque 16 opposée au support 5.
- Dans une troisième étape (voir figure 21), on procède à la cuisson simultanée des trois couches d'émail 15, 17, 18. On obtient ainsi un fond chauffant comprenant une feuille résistive 1 prise en sandwich entre les deux plaques métalliques 5, 16 dont l'une est recouverte par une couche en émail 18. Les deux couches d'émail15, 17 assurent une excellente liaison entre les deux plaques 5 et 16, isolent parfaitement la feuille résistive 1 et assurent une excellente étanchéité pour celle-ci. De plus, ces couches d'émail permettent au fond chauffant de supporter des températures dépassant 400°C.
- Dans la réalisation des figures 22, 23, le support 5 est le fond en tôle d'acier inoxydable d'un ustensile culinaire. Contre ce support 5, est fixée par une couche de brasure 19, une première plaque en aluminium 20. Contre cette dernière, est fixée au moyen d'une seconde couche de brasure 21, une seconde plaque en aluminium 22. Cette seconde plaque 22 est emboutie de façon à former entre celle-ci et la première plaque 20, un évidement 23 adapté pour recevoir la résistance découpée 1 a représentée sur la figure 3. Cette résistance 1a est placée entre deux couches 24, 25 de ciment isolant et réfractaire.
- Avant durcissement du ciment des couches 24, 25, les emboutis pratiqués sur la plaque 22 sont écrasés vers la première plaque 20 (voir partie droite de la figure 23), de façon à assurer la cohésion du ciment.
- Dans cette version, le ciment réfractaire peut être remplacé par une pâte à base de poudre de matière réfractaire et isolante telle que de l'alumine ou de la magnésie. Pour obtenir une liaison entre les poudres, on peut chauffer celles-ci de façon à les faire fritter.
- Dans la réalisation des figures 24 et 25, la feuille résistive 1 est prise en sandwich entre deux couches 26 de feutre de fibre céramique. Ces deux couches de feutre 26 sont imprégnées sur leurs faces adjacentes à la feuille résistive par une résine silicone 27.
- L'une de ces couches de feutre 26 est imprégnée sur sa face adjacente au support 5 par une seconde couche de résine silicone 28.
- En chauffant l'ensemble, les couches 27, 28 de résine silicone polymérisent en assurant simultanément la liaison entre les deux couches de fibre céramique 26 à travers les ouvertures de la feuille résistive 1 et la liaison de ces deux couches 26 de fibre céramique avec le support 5.
- Dans la réalisation des figures 26 à 29, la feuille résistive 1 est liée au support 5 au moyen d'alumine projetée sous forme de plasma.
- Dans une première étape (voir figure 26), on projette sous forme de plasma, une première couche d'alumine 29.
- Dans une second étape (voir figure 27), on dépose la feuille résistive 1 sur la couche d'alumine 29.
- Dans une troisième étape (voir figure 28), on recouvre la feuille résistive 1 par une seconde couche d'alumine 30 qui adhère la première couche 29 à travers les ouvertures de la feuille résistive 1.
- Dans une dernière étape (voir figure 29), on recouvre la seconde couche d'alumine 30 par une couche de résine thermodurcissable 31 qui la protège contre les chocs mécaniques.
- Dans la réalisation de la figure 30, on a représenté un récipient de chauffage à basse température réalisé par moulage en résine polyester chargée de fibres de verre.
- Dans un premier temps, on moule une partie 32 de l'épaisseur du fond du récipient, puis on pose sur celle-ci la feuille résistive 1. Dans un second temps, on moule sur la première partie 32, le reste 33 du récipient.
- Dans la réalisation de la figure 31, on a représenté une semelle 34 de fer à repasser sur laquelle est appliqué un élément chauffant 35 conforme à l'invention, par exemple du genre de celui représenté sur les figures 4 ou 8.
- Dans cet exemple, la semelle 34 est réalisée par une simple tôle d'acier chromé. Sur rélément chauffant 35, est appliquée une contre-plaque 36 qui est pressée sur l'élément chauffant 35, par un sertissage 37 réalisé le long du bord de la semelle 34. On obtient ainsi un excellent contact thermique entre l'élément chauffant 35 et la semelle 34.
- Etant donné que l'élément chauffant 35 s'étend sur pratiquement toute la surface intérieure de la semelle 34, l'ensemble de celle-ci est chauffé d'une manière uniforme.
- Par ailleurs, étant donné la relative minceur de la tôle constituant la semelle 34, on peut obtenir une montée en température très rapide. En effet, du fait de la section extra-plate de l'élément chauffant 35 comparé au diamètre du fil usuel, on obtient un contact thermique de bien meilleure qualité et une auto-rigidité de l'ensemble de la résistance qui a une tenue mécanique correcte.
- De plus, une telle réalisation de la semelle 34 est très simple et économique. Elle présente également l'avantage par rapport aux semelles épaisses classiques d'être beaucoup plus légère que ces dernières.
- Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples que l'on vient de décrire et on peut apporter à ceux-ci de nombreuses modifications sans sortir du cadre de l'invention.
- Ainsi, l'invention peut s'appliquer à des supports chauffants en matière autre que du métal, telle que la céramique, le verre ou les matières vitro-cristallines utilisées pour le dessus des cuisinières.
- L'élément chauffant peut également s'appliquer à des supports plans ajourés en forme de cadre, pour réaliser le chauffage avec un flux d'air. Dans ce cas, le support peut être en matière isolante ou matière composite et armée (isolant sur élément d'acier par exemple).
- L'élément chauffant peut aussi s'appliquer sur des supports pleins et ajourés de forme tridimensionnelle, par exemple pour réaliser le chauffage d'un récipient creux par le fond et la paroi latérale ou le chauffage avec un flux d'air, comme dans le cas d'un sèche-cheveux.
- Dans la description qui précède, on a décrit des réalisations d'éléments chauffants destinés au chauffage à des températures comprises entre 400 et 500°C. Bien entendu, l'invention s'applique également aux éléments chauffants destinés au chauffage à des températures inférieures aux valeurs précitées et par exemple comprises entre 100 et 200°C. Dans ce cas, le substrat dans lequel est enrobée la résistance découpée peut être réalisé par une couche de peinture ou de vernis supportant une température comprise entre 100 et 200°C. Ce substrat peut également être réalisé en matière thermoplastique ou thermodurcissable constituant elle-même la paroi de l'article chauffant.
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