FR2777410A1 - THERMOPLONGER FORMING DEVICE THAT CAN BE USED IN PARTICULAR IN A WATER CIRCULATION HEATER - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un dispositif formant thermoplongeurThe present invention relates to a device forming an immersion heater
pouvant être utilisé notammentcan be used in particular
dans un radiateur de chauffage à circulation d'eau. in a water circulation heating radiator.
On connaît un dispositif formant thermoplongeur comprenant un collecteur fermé de façon étanche à ses deux extrémités et contenant un liquide caloporteur à chauffer et, logée dans le collecteur en baignant dans le liquide caloporteur, une cartouche chauffante à résistance électrique chauffante noyée dans la cartouche en étant isolée électriquement de celle-ci. Plus précisément, la cartouche chauffante comprend un corps tubulaire cylindrique métallique, par exemple en acier, dans lequel est compactée de la magnésie isolant la There is known a device forming an immersion heater comprising a collector closed in a sealed manner at its two ends and containing a heat transfer liquid to be heated and, housed in the collector while immersed in the heat transfer liquid, a heating cartridge with electric heating resistance embedded in the cartridge being electrically isolated from it. More specifically, the heating cartridge comprises a cylindrical metallic tubular body, for example of steel, in which is compacted magnesia insulating the
résistance électrique du tube de la cartouche. electrical resistance of the cartridge tube.
Cependant, ce dispositif connu a pour inconvénient majeur de ne pas assurer une sécurité parfaite du point de vue isolation électrique car la résistance électrique interne de la cartouche chauffante peut accidentellement venir en contact avec la paroi interne du tube métallique de la cartouche, par exemple à cause d'un effritement de la magnésie dû à un défaut de compactage de celle-ci ou d'une fissure du tube de la cartouche à travers laquelle peut pénétrer le fluide caloporteur pour désagréger la magnésie compactée, de sorte que le courant de court-circuit arrivant jusqu'au collecteur métallique peut provoquer des décharges électriques à l'usager lorsque le dispositif est intégré dans un However, this known device has the major drawback of not ensuring perfect safety from the point of view of electrical insulation since the internal electrical resistance of the heating cartridge may accidentally come into contact with the internal wall of the metal tube of the cartridge, for example at because of a crumbling of the magnesia due to a defect in the compaction thereof or a crack in the cartridge tube through which the heat transfer fluid can penetrate to disintegrate the compacted magnesia, so that the short-circuit current circuit reaching the metal collector can cause electric shocks to the user when the device is integrated in a
radiateur de chauffage métallique à circulation d'eau. metal heating radiator with water circulation.
Pour améliorer le degré de sécurité d'un tel dispositif thermoplongeur, on a proposé de réaliser la cartouche chauffante en deux tubes métalliques cylindriques concentriques, isolés électriquement l'un de l'autre par de la magnésie compactée, le tube interne comportant la résistance électrique de chauffage noyée dans de la magnésie compactée pour l'isoler du tube interne. Cependant, si cette cartouche chauffante à double isolation assure le degré souhaité de sécurité, elle est très coûteuse à réaliser puisqu'elle nécessite non seulement les deux tubes concentriques interne et externe, mais également de compacter de la magnésie dans le tube interne pour noyer la résistance électrique et entre les deux tubes interne et externe pour les isoler To improve the degree of safety of such an immersion heater device, it has been proposed to produce the heating cartridge in two concentric cylindrical metal tubes, electrically isolated from each other by compacted magnesia, the internal tube comprising the electrical resistance. heater embedded in compacted magnesia to isolate it from the inner tube. However, if this double-insulated heating cartridge provides the desired degree of security, it is very expensive to produce since it requires not only the two internal and external concentric tubes, but also to compact magnesia in the internal tube to drown the electrical resistance and between the two inner and outer tubes to isolate them
l'un de l'autre.one of the other.
La présente invention a pour but d'éliminer les inconvénients des dispositifs ci-dessus connus en proposant un dispositif formant thermoplongeur comprenant un collecteur en forme de tube fermé de façon étanche à ses deux extrémités et contenant un liquide caloporteur à chauffer et, logée dans le collecteur en baignant dans le liquide caloporteur, une cartouche chauffante à résistance électrique interne chauffante interne noyée dans la cartouche en étant isolée électriquement de celle-ci et qui est caractérisé en ce The object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the above known devices by proposing a device forming an immersion heater comprising a collector in the form of a tube closed in leaktight manner at its two ends and containing a heat transfer liquid to be heated and housed in the collector by bathing in the heat transfer liquid, a heating cartridge with internal electrical heating resistance embedded inside the cartridge being electrically insulated therefrom and which is characterized in that
que le liquide caloporteur est électriquement isolant. that the heat transfer liquid is electrically insulating.
Le liquide caloporteur est de l'huile minérale, de préférence du type paraffinique à haut indice de viscosité. La cartouche chauffante est fixée dans le collecteur sensiblement coaxialement à celui-ci en étant portée à l'une de ses extrémités par un manchon de support en matériau électriquement isolant fixé à The heat transfer liquid is mineral oil, preferably of the paraffinic type with a high viscosity index. The heating cartridge is fixed in the collector substantially coaxially thereto by being carried at one of its ends by a support sleeve made of electrically insulating material fixed to
travers l'une des parois d'extrémité du collecteur. through one of the end walls of the manifold.
Avantageusement, le manchon de support de la cartouche comprend une partie cylindrique filetée extérieurement s'engageant dans un trou taraudé correspondant de la paroi d'extrémité du collecteur et une collerette venant en appui sur la face externe de la paroi d'extrémité en position de blocage du manchon dans Advantageously, the cartridge support sleeve comprises an externally threaded cylindrical part engaging in a corresponding tapped hole in the end wall of the manifold and a flange bearing on the external face of the end wall in the position of sleeve blocking in
la paroi d'extrémité.the end wall.
De préférence, la cartouche chauffante est fixée Preferably, the heating cartridge is fixed
au manchon de support par soudage ou par collage. to the support sleeve by welding or gluing.
La cartouche chauffante comprend un tube cylindrique contenant de la magnésie compactée dans laquelle est noyée la résistance électrique chauffante dont les deux extrémités sont reliées respectivement à deux fils conducteurs d'alimentation traversant le manchon de support en faisant saillie à l'extérieur de celui-ci. La cartouche chauffante comprend une ou plusieurs bagues en matériau électriquement isolant emmanchée à The heating cartridge comprises a cylindrical tube containing compacted magnesia in which the electric heating resistor is embedded, the two ends of which are connected respectively to two supply conductor wires passing through the support sleeve projecting outside the latter. . The heating cartridge comprises one or more rings of electrically insulating material fitted to
force sur le tube de la cartouche.force on the cartridge tube.
L'extrémité libre de la cartouche est recouverte The free end of the cartridge is covered
d'un capuchon en matériau électriquement isolant. a cap of electrically insulating material.
Le tube de la cartouche chauffante et le The tube of the heating cartridge and the
collecteur sont métalliques, par exemple en acier. manifold are metallic, for example steel.
Selon une variante, le tube de la cartouche chauffante est en un matériau électriquement isolant, According to a variant, the tube of the heating cartridge is made of an electrically insulating material,
par exemple en céramique.for example ceramic.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci The invention will be better understood and other aims, characteristics, details and advantages thereof
apparaitront plus clairement au cours de la description will appear more clearly during the description
explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - La figure 1 est une vue en coupe longitudinale du dispositif formant thermoplongeur de l'invention; et - La figure 2 est une vue en coupe suivant la Explanatory which will follow made with reference to the appended schematic drawings given solely by way of example illustrating an embodiment of the invention and in which: - Figure 1 is a view in longitudinal section of the device forming an immersion heater of the invention; and - Figure 2 is a sectional view along the
ligne II-II de la figure 1.line II-II of figure 1.
Le dispositif formant thermoplongeur va être décrit dans l'application à un radiateur de chauffage à circulation d'eau dans lequel il est intégré pour chauffer l'eau circulant, mais il est bien entendu qu'il peut être utilisé pour d'autres applications différentes The device forming an immersion heater will be described in the application to a water circulation heating radiator in which it is integrated to heat the circulating water, but it is understood that it can be used for other different applications
nécessitant le chauffage d'un liquide ou d'un fluide. requiring the heating of a liquid or a fluid.
En se reportant aux figures 1 et 2, le dispositif formant thermoplongeur comprend un collecteur 1 en forme de tube cylindrique métallique fermé de façon étanche à ses deux extrémités et contenant un liquide caloporteur Referring to Figures 1 and 2, the immersion heater device comprises a collector 1 in the form of a metallic cylindrical tube closed in leaktight manner at its two ends and containing a heat transfer liquid
à chauffer 2.to heat 2.
Le dispositif comprend en outre, logé dans le collecteur 1 en baignant dans le liquide caloporteur 2, une cartouche chauffante 3 permettant de chauffer le liquide caloporteur 2 et constituée par un tube cylindrique métallique 4 dans lequel se trouve une résistance électrique interne chauffante 5 noyée dans de la magnésie M compactée dans le tube 4 afin d'isoler électriquement la résistance 5 du tube 4. La résistance est constituée d'un fil conducteur enroulé en spirale à spires jointives et a sensiblement la forme d'un U allongé de façon que ces deux extrémités libres sortant du tube 4 soient reliées respectivement à deux fils The device further comprises, housed in the collector 1 while immersed in the heat transfer liquid 2, a heating cartridge 3 making it possible to heat the heat transfer liquid 2 and constituted by a metallic cylindrical tube 4 in which there is an internal electrical heating resistance 5 embedded in magnesia M compacted in the tube 4 in order to electrically isolate the resistor 5 from the tube 4. The resistor consists of a conductive wire wound in a spiral with contiguous turns and has substantially the shape of an elongated U so that these two free ends leaving the tube 4 are connected respectively to two wires
conducteurs externes d'alimentation 6. external power conductors 6.
Selon l'invention, le liquide caloporteur 2 est électriquement isolant et est de préférence constitué par de l'huile minérale, de préférence du type paraffinique à haut indice de viscosité. A titre d'exemple, l'huile minérale est celle de la Société SHELL commercialisée sous la dénomination " SHELLFLEX " According to the invention, the heat transfer liquid 2 is electrically insulating and is preferably constituted by mineral oil, preferably of the paraffinic type with a high viscosity index. For example, the mineral oil is that of the company SHELL marketed under the name "SHELLFLEX"
type 110 FC.type 110 FC.
La cartouche chauffante 3 est fixée dans le collecteur 1 sensiblement coaxialement à celui-ci en ayant l'une de ses extrémités libre flottante et son extrémité opposée solidaire d'un manchon de support 7 réalisé en un matériau électriquement isolant fixé à The heating cartridge 3 is fixed in the collector 1 substantially coaxially thereto by having one of its free floating ends and its opposite end secured to a support sleeve 7 made of an electrically insulating material fixed to
travers l'une la des parois d'extrémité du collecteur 1. through one of the end walls of the manifold 1.
Comme représenté en figure 1, le manchon de support 7 comprend une partie cylindrique 7a filetée extérieurement pour s'engager dans un trou taraudé correspondant lb traversant la paroi d'extrémité la du collecteur 1 et une partie formant collerette 7b venant en appui sur la face externe de la paroi d'extrémité la lorsque le manchon de support 7 est bloqué par vissage dans la paroi la. Le manchon de support 7 comprend en outre une extrémité cylindrique 7c dans laquelle est solidarisée, par soudage ou par collage, l'extrémité correspondante de la cartouche chauffante 3. Les fils d'alimentation 6 reliés aux deux extrémités de la résistance chauffante 5 traversent un percage interne du manchon de support 7 pour faire saillie à l'extérieur du As shown in FIG. 1, the support sleeve 7 comprises a cylindrical part 7a externally threaded to engage in a corresponding tapped hole 1b passing through the end wall 1a of the manifold 1 and a flange part 7b coming to bear on the face external of the end wall la when the support sleeve 7 is locked by screwing into the wall la. The support sleeve 7 further comprises a cylindrical end 7c in which is joined, by welding or gluing, the corresponding end of the heating cartridge 3. The supply wires 6 connected to the two ends of the heating resistor 5 pass through a internal drilling of the support sleeve 7 to project outside the
collecteur 1.collector 1.
La cartouche chauffante 3 comprend une ou plusieurs bagues 8, dans le cas présent au nombre de deux, réalisées en un matériau électriquement isolant et fixées sur le tube 4 de la cartouche 3 en étant emmanchées à force sur celui-ci à une distance éloignée l'une de l'autre. Le cas échéant, l'extrémité libre de la cartouche chauffante 3 peut être recouverte d'un capuchon (non représenté) en matériau électriquement isolant. Les bagues 8 et ce capuchon permettent d'éviter un contact électrique accidentel entre le tube 4 et le collecteur 1. Bien entendu, les bagues 8 et le capuchon sont réalisés en une matière permettant également de résister aux températures de fonctionnement de la The heating cartridge 3 comprises one or more rings 8, in this case two in number, made of an electrically insulating material and fixed to the tube 4 of the cartridge 3 by being force-fitted thereon at a distant distance l one of the other. If necessary, the free end of the heating cartridge 3 can be covered with a cap (not shown) made of electrically insulating material. The rings 8 and this cap prevent accidental electrical contact between the tube 4 and the manifold 1. Of course, the rings 8 and the cap are made of a material which also makes it possible to withstand the operating temperatures of the
cartouche chauffante 3.heating cartridge 3.
L'invention ci-dessus décrite permet ainsi de réaliser un thermoplongeur constitué par une cartouche chauffante connue en soi comme décrit au début de la The invention described above thus makes it possible to produce an immersion heater constituted by a heating cartridge known per se as described at the beginning of the
description et présentant des caractéristiques description and with characteristics
d'isolation électrique extrêmement élevées assurant, grâce au liquide caloporteur isolant, un degré très élevé de sécurité d'usagers, notamment lorsque le thermoplongeur est utilisé dans un radiateur de of extremely high electrical insulation ensuring, thanks to the insulating heat transfer liquid, a very high degree of user safety, especially when the immersion heater is used in a radiator
chauffage à circulation d'eau.water circulation heating.
Diverses modifications peuvent être apportées au dispositif thermoplongeur sans sortir du cadre de la présente invention. Ainsi, le manchon de support 7, au lieu d'être réalisé en un matériau électriquement isolant peut être réalisé en matériau métallique revêtu de matière isolante. De plus, le tube 4 de la cartouche chauffante 3, au lieu d'être métallique, peut être réalisé en matériau électriquement isolant, tel que par Various modifications can be made to the immersion heater device without departing from the scope of the present invention. Thus, the support sleeve 7, instead of being made of an electrically insulating material, can be made of metallic material coated with insulating material. In addition, the tube 4 of the heating cartridge 3, instead of being metallic, can be made of electrically insulating material, such as by
exemple de la céramique.example of ceramic.
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