FR2852478A1 - Heating device for residence, has passive compensation device with two units made of two materials having elasticity and thermal expansion coefficient to produce free reversible deformation equal to differential deformation - Google Patents
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Abstract
Description
II
La présente invention concerne un perfectionnement aux dispositifs de chauffage du type bandes chauffantes. The present invention relates to an improvement to heating devices of the heating strip type.
On connaît déjà dans l'état de la technique antérieure, notamment par la demande de brevet WO-A-01/45465, un tel dispositif de chauffage par bandes 5 chauffantes. Ce dispositif de bande chauffante est constitué d'un support isolant électrique sur lequel sont agencées au moins deux électrodes espacées l'une de l'autre et reliées ensemble par une matière de résistivité électrique ajustable, les électrodes étant, en outre, destinées à être reliées aux bornes d'une source d'alimentation électrique. Already known in the prior art, in particular from patent application WO-A-01/45465, such a heating device by heating strips. This heating strip device consists of an electrical insulating support on which are arranged at least two electrodes spaced from one another and connected together by an adjustable electrical resistivity material, the electrodes being, moreover, intended to be connected to the terminals of an electrical power source.
Ces bandes chauffantes sont alors aptes à être appliquées sur une surface horizontale ou verticale, par exemple, les murs d'une maison. These heating strips are then able to be applied to a horizontal or vertical surface, for example, the walls of a house.
Il est apparu que ces bandes chauffantes fixées ou non sur un support, notamment telles que celles qui sont décrite dans la demande de brevet WOA01/45465 présentent des caractéristiques géométriques, en particulier la planéité, 15 sensibles aux variations de température, ainsi sous l'effet d'une fluctuation de température, les longueurs des matériaux constituant les bandes et le support, évolue de façons différentes, entraînant un phénomène d'ondulation et de déformation permanente sur la face extérieure du dispositif de chauffage. It appeared that these heating bands fixed or not fixed on a support, in particular such as those which are described in patent application WOA01 / 45465 have geometrical characteristics, in particular the flatness, sensitive to variations in temperature, thus under the effect of a temperature fluctuation, the lengths of the materials constituting the strips and the support, evolve in different ways, causing a phenomenon of undulation and permanent deformation on the outer face of the heating device.
Pour de nombreuses applications, les variations des caractéristiques 20 géométriques de tels dispositifs de chauffage, dues aux fluctuations thermiques, sont à proscrire, et il est nécessaire de prévoir des dispositifs permettant de remédier à cet inconvénient. For many applications, variations in the geometrical characteristics of such heating devices, due to thermal fluctuations, are to be avoided, and it is necessary to provide devices making it possible to remedy this drawback.
Dans de nombreuses applications, comme dans le domaine de l'habitation, on requiert de manière générale de conserver une surface extérieure des bandes 25 chauffantes qui soit stable vis à vis de la température, c'està-dire qui présente une caractéristique géométrique d'une grande stabilité dans des gammes de températures pouvant s'étendre de - 30 à + 1300 C. Il est donc nécessaire de prévoir un dispositif permettant de remédier à cet inconvénient. In many applications, such as in the field of housing, it is generally required to maintain an outer surface of the heating strips which is stable with respect to temperature, that is to say which has a geometric characteristic of great stability in temperature ranges which can range from - 30 to + 1300 C. It is therefore necessary to provide a device making it possible to remedy this drawback.
Le but de l'invention est de proposer un perfectionnement pour des bandes chauffantes qui permet d'absorber et/ou réduire les contraintes générées par les déformations différentielles des différents composants, à savoir la bande chauffante et son support, liés entre eux lors des variations de température. The object of the invention is to propose an improvement for heating strips which makes it possible to absorb and / or reduce the stresses generated by the differential deformations of the different components, namely the heating strip and its support, linked together during variations. of temperature.
A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif de chauffage du type bande chauffante, constitué d'au moins un support isolant électrique sur lequel sont agencées au moins deux électrodes espacées l'une de l'autre et 5 reliées ensemble par une matière de résistivité électrique ajustable, les électrodes étant, en outre, destinées à être reliées aux bornes d'une source d'alimentation électrique, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif passif de compensation agencé sur la surface du dispositif de chauffage destinée à être fixée sur un support, ce dispositif passif de compensation étant constitué 10 d'au moins deux éléments réalisés respectivement en deux matériaux présentant une élasticité et un coefficient de dilatation thermique adaptés, de manière à produire une libre déformation réversible du dispositif de chauffage lors d'une élévation de température par rapport au support d'une valeur au moins égale à la déformation différentielle entre la bande chauffante et le support. To this end, the subject of the present invention is a heating device of the heating strip type, consisting of at least one electrical insulating support on which are arranged at least two electrodes spaced from one another and 5 connected together by a adjustable electrical resistivity material, the electrodes being, moreover, intended to be connected to the terminals of an electrical power source, characterized in that it comprises at least one passive compensation device arranged on the surface of the heating device intended to be fixed on a support, this passive compensation device consisting of at least two elements made respectively of two materials having an elasticity and a coefficient of thermal expansion suitable, so as to produce a free reversible deformation of the heating device during a rise in temperature with respect to the support of a value at least equal to the def differential oration between the heating strip and the support.
Suivant quelques dispositions intéressantes de l'invention: - l'un des éléments du dispositif de compensation est un film opaque permettant de filtrer le rayonnement, - l'un des éléments du dispositif de compensation est un film réfléchissant, - au moins l'un des éléments du dispositif de compensation présente des 20 propriétés d'absorptions des vibrations, l'un des éléments est une colle ou un verni. According to some interesting provisions of the invention: - one of the elements of the compensation device is an opaque film making it possible to filter the radiation, - one of the elements of the compensation device is a reflective film, - at least one elements of the compensation device has properties of absorption of vibrations, one of the elements is an adhesive or a varnish.
- le dispositif de chauffage comporte trois dispositifs de compensation respectivement un premier et un deuxième pour la fixation du dispositif de chauffage sur un premier et un deuxième support et un troisième dispositif 25 interposé entre les deux autres englobant les éléments constitutifs du dispositif de chauffage, - deux éléments contigus du dispositif de compensation présentent une liaison pelable autorisant ainsi un détachement prioritaire de cette liaison sous un effort de traction. the heating device comprises three compensation devices respectively a first and a second for fixing the heating device on a first and a second support and a third device interposed between the other two including the constituent elements of the heating device, two contiguous elements of the compensation device have a peelable connection thus allowing priority detachment of this connection under a tensile force.
Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, en se référant aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe d'une bande chauffante fixée sur un support, équipée d'un dispositif passif selon l'invention, permettant de réduire la sensibilité à la température desdites bandes, la figure 2 est une vue similaire à la figure 1, illustrant une variante de réalisation du dispositif de compensation selon l'invention, et - la figure 3 est une vue en coupe d'une bande chauffante fixée entre deux supports, pourvue de trois dispositifs passifs de compensation selon l'invention. The characteristics of the invention mentioned above, as well as others, will appear more clearly on reading the following description of an exemplary embodiment, with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a view in section of a heating strip fixed on a support, equipped with a passive device according to the invention, making it possible to reduce the temperature sensitivity of said strips, FIG. 2 is a view similar to FIG. 1, illustrating a variant of embodiment of the compensation device according to the invention, and - Figure 3 is a sectional view of a heating strip fixed between two supports, provided with three passive compensation devices according to the invention.
On a représenté sur la figure 1, un dispositif de chauffage 1 du type bande chauffante, constitué d'un support isolant électrique 2 sur lequel sont agencées 10 au moins deux électrodes 3 espacées l'une de l'autre et reliées ensemble par une matière de résistivité électrique ajustable 4. Ces électrodes 3 sont, en outre, destinées à être reliées aux bornes d'une source d'alimentation électrique, non représentée. There is shown in Figure 1, a heating device 1 of the heating strip type, consisting of an electrical insulating support 2 on which are arranged 10 at least two electrodes 3 spaced from each other and connected together by a material adjustable electrical resistivity 4. These electrodes 3 are, in addition, intended to be connected to the terminals of an electrical power source, not shown.
La source d'alimentation électrique est constituée d'une alimentation en 15 courant basse tension alternatif ou continu. The power source consists of a low voltage alternating or direct current power supply.
Il convient de noter que la matière électriquement résistante 4 dite également matière chauffante est, par exemple, celle divulguée dans la demande de brevet WO-A-01/45465, et qu'elle ne sera pas décrite dans la suite de la description, celle-ci n'entrant pas dans le cadre de la présente invention. It should be noted that the electrically resistant material 4 also known as heating material is, for example, that disclosed in patent application WO-A-01/45465, and that it will not be described in the following description, that -It is not within the scope of the present invention.
Cette bande chauffante 1 est apte à être appliquée sur un support 5 par exemple une surface horizontale ou verticale, tel qu'un mur d'une habitation, comme illustré à la figure 1. This heating strip 1 is suitable for being applied to a support 5, for example a horizontal or vertical surface, such as a wall of a dwelling, as illustrated in FIG. 1.
Selon la présente invention, cette bande chauffante 1 comporte au moins un dispositif passif de compensation 6 agencé sur la surface du dispositif de 25 chauffage 1 destinée à être fixée sur un support 5, tel qu'un mur illustré à la figure 1. According to the present invention, this heating strip 1 comprises at least one passive compensation device 6 arranged on the surface of the heating device 1 intended to be fixed on a support 5, such as a wall illustrated in FIG. 1.
Pour ce faire, le dispositif passif de compensation 6 est constitué d'au moins deux éléments réalisés respectivement en deux matériaux présentant une élasticité et un coefficient de dilatation thermique adaptés, de manière à produire 30 une libre déformation réversible de la bande chauffante 1 lors d'une élévation de température par rapport à son support 5 d'une valeur au moins égale à la déformation différentielle entre la bande chauffante et le support. To do this, the passive compensation device 6 consists of at least two elements made respectively of two materials having an elasticity and a coefficient of thermal expansion adapted, so as to produce a free reversible deformation of the heating strip 1 during an increase in temperature with respect to its support 5 of a value at least equal to the differential deformation between the heating strip and the support.
En se référant à la figure 1, on peut voir que le dispositif passif de compensation 6 est constitué selon un mode de réalisation non limitatif d'un complexe formé par trois éléments ou couches de matières différentes telles que Referring to FIG. 1, it can be seen that the passive compensation device 6 is constituted according to a non-limiting embodiment of a complex formed by three elements or layers of different materials such as
par exemple:for example:
- une couche 16 constituée d'une colle acrylique présentant une élasticité moyenne, une bonne tenue à la température et une résistance au rayon ultraviolet, agencée directement en contact avec la bande chauffante 1, une couche 26 constituée d'un film opaque, par exemple polyester ou polyimide, permettant de filtrer le rayonnement, et - une couche 36 constituée d'une colle caoutchouc présentant une bonne élasticité et une bonne tenue aux vibrations. a layer 16 consisting of an acrylic adhesive having an average elasticity, good resistance to temperature and resistance to the ultraviolet ray, arranged directly in contact with the heating strip 1, a layer 26 consisting of an opaque film, for example polyester or polyimide, making it possible to filter the radiation, and - a layer 36 consisting of a rubber adhesive having good elasticity and good resistance to vibrations.
Il convient de noter que l'agencement de ces trois couches présentant des caractéristiques différentes permet avantageusement, lors des variations de températures, d'accompagner la libre dilatation différentielle, à savoir le 15 relâchement des composants ou des groupes de composants, c'est-à-dire de la bande chauffante 1 et son support 5 qui sont liés entre eux, et de suivre également leurs retours à leurs états initiaux lors d'un refroidissement. It should be noted that the arrangement of these three layers having different characteristics advantageously makes it possible, during temperature variations, to accompany the free differential expansion, namely the relaxation of the components or groups of components, ie that is to say of the heating strip 1 and its support 5 which are linked together, and also of monitoring their returns to their initial states during cooling.
Cet ensemble multicouche constituant le dispositif passif de compensation 6 est réalisé à partir, soit de fluide liquide ou pâteux, soit de feuilles solides 20 permettant de configurer selon le domaine d'application (automobile, habitation, etc...), de la bande chauffante 1 des propriétés spécifique à chacune desdites couches, telles que par exemple une rigidité ou une élasticité. En outre, ces couches peuvent êtres réalisées à partir de composants présentant des caractéristiques choisies parmi les suivantes; transparence, opacité, isolant 25 thermique, coefficient de dilatation et pouvoir réfléchissant. Les propriétés spécifiques de chaque composant permettent de hiérarchiser et d'adapter les déformations réversibles élémentaires de chaque couche et donc de conférer au dispositif de compensation 6 des caractéristiques adapté au domaine d'application. This multilayer assembly constituting the passive compensation device 6 is produced from either liquid or pasty fluid, or from solid sheets 20 making it possible to configure, depending on the field of application (automobile, home, etc.), of the strip. heating 1 properties specific to each of said layers, such as for example a rigidity or an elasticity. In addition, these layers can be produced from components having characteristics chosen from the following; transparency, opacity, thermal insulation, coefficient of expansion and reflecting power. The specific properties of each component make it possible to prioritize and adapt the elementary reversible deformations of each layer and therefore to give the compensation device 6 characteristics suited to the field of application.
On comprend ainsi que l'agencement d'un tel dispositif passif de compensation 6 sur la bande chauffante 1 permet lors des variations de température de celle-ci de découpler le support de la bande afin de permettre à cette dernière ses déplacements relatifs par rapport au support sans entraîner des déformations permanente, notamment, sur sa face supérieure, s'avérant inesthétique dans une habitation. It is thus understood that the arrangement of such a passive compensation device 6 on the heating strip 1 allows, during temperature variations of the latter, to decouple the support from the strip in order to allow the latter to move relative to the support without causing permanent deformation, in particular, on its upper face, proving to be unsightly in a dwelling.
Il convient de noter que l'épaisseur des différentes couches du dispositif de compensation 6 peut être variée d'une couche à l'autre, selon le domaine d'application. It should be noted that the thickness of the different layers of the compensation device 6 can be varied from one layer to another, depending on the field of application.
Selon une variante de réalisation représentée à la figure 2, le dispositif passif comporte à la place d'un film opaque 26 décrit ci- dessus, un film réfléchissant 46. According to an alternative embodiment shown in FIG. 2, the passive device comprises, in place of an opaque film 26 described above, a reflective film 46.
Ce film réfléchissant 46 constitué, par exemple d'une feuille solide métallique, tel qu'un film aluminium, permet ainsi de réfléchir les rayonnements et 10 de les renvoyer vers la partie chauffante. This reflective film 46 consisting, for example of a metallic solid sheet, such as an aluminum film, thus makes it possible to reflect the radiation and to send it back to the heating part.
L'agencement d'un tel film réfléchissant 46 permet avantageusement de ne pas chauffer inutilement le support 5 et de conserver un maximum d'efficacité pour chauffer le volume ou la pièce dans ou (sur)lequel est disposée ladite bande chauffante 1. The arrangement of such a reflective film 46 advantageously makes it possible not to unnecessarily heat the support 5 and to retain maximum efficiency for heating the volume or the part in or (on) which said heating strip 1 is arranged.
Selon encore une autre variante de réalisation non représentée, on comprend que la bande chauffante 1 peut comporter plus d'un dispositif passif de compensation permettant ainsi également d'absorber les vibrations ambiantes, notamment dans le cadre d'application dans le domaine automobile tel que par exemple pour le chauffage de la face d'un rétroviseur. According to yet another alternative embodiment not shown, it is understood that the heating strip 1 may include more than one passive compensation device thus also making it possible to absorb ambient vibrations, in particular in the context of application in the automotive field such as for example for heating the side of a mirror.
Dans un tel cas de figure, certaines couches du dispositif passif présentent avantageusement des propriétés d'absorptions des vibrations. In such a scenario, certain layers of the passive device advantageously have vibration absorption properties.
En se référant maintenant à la figure 3, on peut voir l'application d'une bande chauffante 1 reliée à deux supports 7 et 8, par exemple l'un 8 des supports constituant un miroir et l'autre 7 support une pièce fixe. Referring now to Figure 3, we can see the application of a heating strip 1 connected to two supports 7 and 8, for example one 8 of the supports constituting a mirror and the other 7 support a fixed part.
Dans cette variante, la bande chauffante 1 est munie de trois dispositifs passifs de compensation, respectivement un premier 60 et un deuxième 61 pour la fixation de la bande chauffante 1 sur un premier 8 et un deuxième 7 support et un troisième dispositif 62 interposé entre les deux autres 60, 61 recouvrant les éléments constitutifs du dispositif de chauffage, à savoir les électrodes et la 30 matière chauffante 4. In this variant, the heating strip 1 is provided with three passive compensation devices, respectively a first 60 and a second 61 for fixing the heating strip 1 on a first 8 and a second 7 support and a third device 62 interposed between the two other 60, 61 covering the constituent elements of the heating device, namely the electrodes and the heating material 4.
On notera que ce troisième dispositif 62 est, préférentiellement, interposé entre deux films isolants électriques désignés par les références générales 50 et 51. It will be noted that this third device 62 is preferably interposed between two electrical insulating films designated by the general references 50 and 51.
L'agencement de ces trois dispositifs passifs 60, 61 et 62 permet avantageusement de conférer à chacun des dispositifs des propriétés différentes, tels que par exemple dans le cas présenté: - le premier dispositif passif 60 assure la compensation des dilatations et l'amortissement des vibrations, - le deuxième dispositif passif 61 assure également la compensation des dilatations et le renvoi des rayonnements vers la bande chauffante 1. The arrangement of these three passive devices 60, 61 and 62 advantageously makes it possible to confer on each of the devices different properties, such as for example in the case presented: - the first passive device 60 provides compensation for expansions and the amortization of vibrations, the second passive device 61 also compensates for expansion and the return of radiation to the heating strip 1.
Pour ce faire, on comprend que ce dispositif est pourvu d'un film 10 réfléchissant 46. To do this, we understand that this device is provided with a reflective film 46.
- le troisième dispositif passif 62 assurant uniquement la compensation des dilatations. Ainsi ce dispositif peut être minimisé à un ensemble bicouches. - The third passive device 62 ensuring only the compensation of expansions. Thus this device can be minimized to a two-layer assembly.
Selon encore une autre variante, on notera en outre que dans de 15 nombreuses applications, le support présente des caractéristiques esthétiques importantes. Dans le cas d'une détérioration de la bande chauffante, il faut la remplacer en décollant l'ensemble (bande chauffante avec dispositif de compensation passif) du support. A cet effet, le dispositif de compensation selon l'invention présente entre deux éléments contigus du dispositif de compensation 20 une liaison pelable autorisant ainsi un détachement prioritaire de cette liaison sous un effort de traction. According to yet another variant, it will further be noted that in many applications, the support has important aesthetic characteristics. In the event of damage to the heating strip, it must be replaced by peeling off the assembly (heating strip with passive compensation device) from the support. To this end, the compensating device according to the invention has between two contiguous elements of the compensating device 20 a peelable connection thus authorizing a priority detachment of this connection under a tensile force.
On comprend ainsi qu'une telle liaison permet de décoller l'ensemble cidessus en laissant une couche solide fixée sur le support et donc sans détériorer ledit support. Dans l'exemple du bâtiment, le support pourra être un mur peint. 25 Un nouvel ensemble (bande chauffante avec au moins un dispositif passif) pourra être fixé sur la couche solide restante. It is thus understood that such a connection makes it possible to take off the above assembly by leaving a solid layer fixed on the support and therefore without damaging said support. In the example of the building, the support could be a painted wall. 25 A new assembly (heating strip with at least one passive device) may be attached to the remaining solid layer.
On comprend à la lecture de la description ci-dessus que le dispositif passif de compensation 6 à dilatation associé à une bande chauffante 1 selon la présente invention est relativement simple à réaliser et permet lors de grandes 30 variations de température des bandes chauffantes, une répartition de contraintes de dilatation dans le dispositif passif évitant ainsi toute déformation permanente de la bande chauffante. It will be understood from reading the description above that the passive compensation device 6 for expansion associated with a heating strip 1 according to the present invention is relatively simple to produce and allows, during large variations in temperature of the heating strips, a distribution expansion constraints in the passive device thus avoiding any permanent deformation of the heating strip.
Les caractéristiques géométriques de la bande chauffante sont ainsi préservées. The geometric characteristics of the heating strip are thus preserved.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des modes de réalisation particuliers, elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits. Although the invention has been described in connection with particular embodiments, it includes all the technical equivalents of the means described.
Claims (7)
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- 2003-03-10 FR FR0302935A patent/FR2852478B1/en not_active Expired - Fee Related
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