FR3028708A3 - Cartouche chauffante pour radiateur electrique - Google Patents
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Abstract
La cartouche chauffante (1) pour radiateur électrique comprend une enveloppe (2) au sein de laquelle se trouve un circuit résistant comprenant un fil résistant spiralé (3), un isolant électrique primaire comprenant un matériau de remplissage (4) dans lequel est noyé ledit circuit résistant, un capteur de température (5), et un isolant électrique secondaire comprenant au moins une feuille souple (6) en mica interposée entre l'enveloppe (2) et l'isolant électrique primaire.
Description
1 DESCRIPTION La présente invention a trait à une cartouche chauffante pour radiateur électrique à eau, à huile ou à fluide calovecteur aux fonctions similaires, en particulier une cartouche chauffante à 5 puissance constante. Selon la technique connue, une cartouche chauffante à puissance constante comporte, en général, une enveloppe cylindrique externe en acier au sein de laquelle est prévu un circuit résistant noyé dans un isolant électrique primaire, typiquement de la poudre 10 comprimée d'oxyde de magnésium. Pour créer une isolation électrique secondaire, un autre tube cylindrique en acier, qui définit avec l'enveloppe externe un interstice rempli avec un isolant électrique secondaire, typiquement encore de la poudre comprimée d'oxyde de magnésium, est placé 15 coaxialement dans l'enveloppe. Une telle cartouche chauffante, bien qu'accomplissant de façon efficace la fonction qui lui a été assignée, possède un inconvénient inhérent à son encombrement dans le sens radial. Plus vous souhaitez compacter la cartouche chauffante dans le sens 20 radial, plus le processus d'assemblage, qui prévoit un système complexe de centrage des composants lors du remplissage de 3028708 2 l'enveloppe avec du sable d'oxyde de magnésium, devient plus compliqué. L'objectif de la présente invention est donc d'éliminer les inconvénients déplorés de l'état antérieur de la technique, en réalisant une cartouche chauffante pour radiateur électrique qui permette d'éliminer les inconvénients de l'état antérieur de la technique. Dans le cadre de cet objectif, l'un des buts de l'invention est de réaliser une cartouche chauffante à double isolation électrique pour 10 radiateur électrique qui soit robuste, compacte, hautement efficace et extrêmement facile à assembler. L'objectif ainsi que les buts susmentionnés et d'autres encore, sont atteints grâce à la présente invention en réalisant une cartouche chauffante pour radiateur électrique caractérisée en ce qu'elle 15 comprend une enveloppe au sein de laquelle se trouve un circuit résistant comprenant un fil résistant spiralé, un isolant électrique primaire comprenant un matériau de remplissage dans lequel ledit circuit résistant est noyé, un capteur de température, et un isolant électrique secondaire comprenant au moins une feuille souple de 20 mica interposée entre l'enveloppe et le matériau de remplissage. Le mica est un minéral formé de silicates d'aluminium et de 3028708 3 métaux alcalins (potassium, sodium et lithium), auquel est ajouté parfois des métaux bivalents, tels que le magnésium et le fer ; il est possible de trouver de temps en temps du fluor et de l'hydrogène (acide). 5 Avantageusement, parmi toutes les variétés de feuilles souples de mica, le mica muscovite, le mica potassique, de phlogopite ou le mica magnésien ont été sélectionnés pour l'isolant électrique secondaire. Les deux variétés de feuilles souples se caractérisent pour avoir des capacités de résistance optimales aux très hautes températures associées à des valeurs élevées de rigidité diélectrique. Elles peuvent supporter des températures supérieures à 900 °C. L'isolant électrique secondaire en mica, avantageusement prévu avec une épaisseur de feuille très fine comprise entre 0,1 mm et 15 0,25 mm, possède des valeurs de rigidité diélectrique supérieures à 1 750 volts CA. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus évidents à partir de la description détaillée faite de la cartouche chauffante pour radiateur électrique selon l'invention, illustrée à titre indicatif 20 dans les figures ci-jointes, dans lesquelles : la figure 1 indique une section longitudinale de la cartouche 3028708 4 chauffante ; et la figure 2 indique une section transversale de la cartouche chauffante le long du plan A-A de la figure 1. En ce qui concerne les figures susmentionnées, elles indiquent une 5 cartouche chauffante, particulièrement un réchauffeur électrique à immersion à double isolation électrique pour radiateurs électriques à huile, à eau ou à fluide calovecteur aux fonctions similaires, indiqué globalement par le numéro de référence 1. La cartouche chauffante 1 comprend une enveloppe 2 au sein de 10 laquelle se trouve un circuit résistant comprenant un fil résistant spiralé 3, un isolant électrique primaire comprenant un matériau de remplissage 4 dans lequel est noyé le circuit résistant, un capteur de température 5, et un isolant électrique secondaire comprenant au moins une feuille souple 6 en mica interposée entre l'enveloppe 2 et l'isolant électrique primaire 4. Avantageusement, l'isolant électrique secondaire comprend au moins une feuille souple 6 d'un mica spécifique sélectionné entre le muscovite ou le phlogopite. La feuille souple 6 en phlogopite ou muscovite possède une 20 épaisseur comprise entre 0,1 et 0,25 mm et garantit des valeurs de rigidité diélectrique de l'isolation secondaire ainsi réalisée non 3028708 5 inférieures à 1750 volts CA. Bien entendu, l'isolant électrique secondaire peut être composé d'une pluralité de feuilles souples 6 en mica, de préférence toutes de la même épaisseur et du même type de mica. 5 L'isolant électrique primaire comprend un matériau de remplissage 4 de préférence en oxyde de magnésium. Dans certaines applications, l'oxyde de magnésium peut être remplacé par un matériau équivalent par exemple, un talc friable ayant un degré de compression moyen ou élevé ou par des isolants 10 frittés tels que par exemple la stéatite, l'alumine, la cordiérite ou thermoélectrique. Le capteur de température 5 est aussi noyé dans l'isolant électrique primaire. Le capteur de température 5 comprend une thermistance CTN. 15 Dans certaines applications, le capteur de température 5 peut être d'un autre type, il peut par exemple comprendre un thermocouple, une thermorésistance ou autre. Le capteur de température 5 est configuré et prévu pour relever la température du fluide calovecteur qui circule à l'intérieur du 20 radiateur et est relié à une électronique de commande extérieure à la cartouche chauffante 1. 3028708 6 L'électronique de commande externe, à son tour et de préférence reliée aussi à une sonde de température ambiante, est configurée pour recevoir et comparer les signaux de température relevés afin de permettre un réglage adéquat de la température ambiante. 5 Le fil résistant spiralé 3 est fabriqué dans un alliage supportant des températures élevées. En particulier, le fil résistant spiralé 3 est en alliage de NiCr ou de FeCrAl ou similaire. De préférence, le fil résistant spiralé 3 présente un thermofusible de 10 sécurité 7. Dans certaines applications, le capteur de température 5, seul ou associé au thermofusible 7, est prévu pour ne pas être noyé dans le matériau de remplissage 4 puisqu'il est isolé électriquement par un matériau distinct tel que de la silicone, du nylon ou similaire. 15 En revanche, l'enveloppe externe 2 est en acier, par exemple en AISI 304. Dans certaines applications l'enveloppe externe peut être dans un matériau métallique différent de l'acier. Du point de vue structurelle, l'enveloppe externe 2 a la forme d'un tube cylindrique et comprend donc une cloison latérale cylindrique 20 2a, un fond métallique 2b et un bouchon 2c fileté qui délimitent une chambre fermée de confinement de l'isolant électrique 3028708 7 primaire et secondaire. Il est prévu dans l'enveloppe 2, en position adjacente au côté interne du fond 2b, un ou plusieurs disques 11, constitués d'un matériau électriquement isolant, qui ferment entièrement une 5 section transversale interne de l'enveloppe 2. Entre le bouchon 2c et le matériau de remplissage 4 est interposée une garniture constituée d'un matériau d'étanchéité 8, par exemple de la silicone. Le bouchon 2c présente une zone filetée 9 appropriée pour la 10 fixation de la cartouche chauffante 1 dans son siège de logement prévu dans le radiateur. L'isolant électrique primaire a la forme d'un cylindre coaxial à l'enveloppe externe 2. Le fil résistant spiralé 3 et l'isolant électrique primaire dans lequel 15 est noyé le fil résistant spiralé 3 se développent sur la majeure partie de la longueur de l'enveloppe externe 2. Le fil résistant spiralé 3 présente, en particulier, deux branches parallèles 3a qui se développent parallèlement à l'axe de l'enveloppe 2.
Le thermofusible 7 est intégré dans un pont de liaison 3b entre les deux branches 3a du fil résistant spiralé 3.
3028708 8 Le pont de liaison 3b est protégé par une gaine en verre silicone ou d'un matériau similaire 12. Les câbles d'alimentation 13 du fil résistant spiralé 3 se développent à travers la garniture 8 et à travers le bouchon 2c pour 5 ressortir à l'extrémité de l'enveloppe 2 où est appliqué le bouchon 2c. Dans le bouchon, entre la garniture 8 et la zone délimitée par la sortie de l'extrémité de l'enveloppe 2, se trouve un matériau d'étanchéité de remplissage 17 par exemple, une résine époxydique 10 ou de la silicone ou un matériau similaire. Les câbles d'alimentation 13 du fil résistant spiralé 3 présentent une double isolation électrique créée par une gaine en silicone et PTFE ou similaire. La zone de jonction entre les branches 3a du fil résistant spiralé 3 15 et les câbles d'alimentation 13 du fil résistant spiralé 3 est protégée par des gaines en verre silicone ou similaire 14. Le capteur de température 5, protégé par une gaine 16 appropriée en verre silicone ou similaire, est placé en position proximale par rapport aux disques 11 et présente des goujons métalliques ou fils 20 nus métalliques tressés 5a de raccordement à des câbles de signal 15.
3028708 9 Les câbles de signal 15 du capteur de température 5 présentent une isolation électrique créée par une gaine en PTFE ou similaire. Les câbles de signal 15 du capteur de température 5 se développent aussi à travers la garniture 8 et à travers le bouchon 2c pour 5 ressortir à l'extrémité de l'enveloppe 2 où est appliqué le bouchon 2c. La feuille souple 6 a la forme d'un cylindre coaxial à l'enveloppe 2. La feuille souple 6 se développant entre les disques 11 et le 10 bouchon 2c de l'enveloppe 2, recouvre intégralement la surface latérale de l'isolant électrique primaire. En particulier, la feuille souple 6 est en contact direct d'un côté avec la surface latérale de l'isolant électrique primaire et de l'autre côté avec la surface latérale interne de l'enveloppe 2.
15 La cartouche chauffante 1, grâce à sa construction particulière, est particulièrement robuste et compacte et est en mesure de fournir des prestations électriques élevées grâce aussi à la prévision d'une isolation secondaire spéciale. En outre, la cartouche chauffante 1 peut être assemblée de façon 20 extrêmement simple dans la mesure où il ne nécessite que d'un support localisé facile à réaliser pour le fil résistant spiralé pour son 3028708 10 centrage lors du remplissage par force de gravité et les vibrations du matériau de remplissage à l'intérieur de l'enveloppe et son pressage successif. En pratique, les matériaux utilisés ainsi que les dimensions 5 pourront varier en fonction des exigences et de l'état de la technique.
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Cartouche chauffante (1) pour radiateur électrique, caractérisée en ce qu'elle comprend une enveloppe (2) au sein de laquelle se trouve un circuit résistant comprenant un fil résistant spiralé (3), un isolant électrique primaire comprenant un matériau de remplissage (4) dans lequel est noyé ledit circuit résistant, un capteur de température (5), et un isolant électrique secondaire comprenant au moins une feuille souple (6) en mica interposée entre l'enveloppe (2) et l'isolant électrique primaire.
- 2. Cartouche chauffante (1) pour radiateur électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit mica est du mica muscovite ou du mica phlogopite.
- 3. Cartouche chauffante (1) pour radiateur électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit isolant électrique primaire est en oxyde de magnésium.
- 4. Cartouche chauffante (1) pour radiateur électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit capteur de température (5) comprend une thermistance CTN. 3028708 12
- 5. Cartouche chauffante (1) pour radiateur électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit fil résistant spiralé (3) est en alliage de NiCr ou de FeCrA1. 5
- 6. Cartouche chauffante (1) pour radiateur électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite enveloppe (2) est en acier.
- 7. Cartouche chauffante (1) pour radiateur électrique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce 10 que ladite enveloppe (2) a la forme d'un tube cylindrique.
- 8. Cartouche chauffante (1) pour radiateur électrique selon la revendication précédente, caractérisée en ce que ledit isolant électrique primaire a la forme d'un cylindre coaxial à ladite enveloppe (2). 15
- 9. Cartouche chauffante (1) pour radiateur électrique selon la revendication précédente, caractérisée en ce que ledit fil résistant spiralé (3) et ledit isolant électrique primaire se développent au moins sur la majeure partie de la longueur de ladite enveloppe (2). 20
- 10. Cartouche chauffante (1) pour radiateur électrique selon la revendication précédente, caractérisée en ce que ladite feuille 3028708 13 souple (6) a la forme d'un cylindre coaxial à ladite enveloppe (2), recouvre intégralement la surface latérale dudit isolant électrique primaire, est en contact direct d'un côté avec la surface latérale dudit isolant électrique primaire et de l'autre côté avec la surface latérale interne de ladite enveloppe (2), et possède une épaisseur comprise entre 0,1 et 0,25 mm et une valeur de rigidité diélectrique non inférieure à 1 750 volts CA.
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- 2014-11-14 IT ITMI2014U000353U patent/ITMI20140353U1/it unknown
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2015
- 2015-11-10 FR FR1560744A patent/FR3028708B3/fr active Active
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FR3028708B3 (fr) | 2017-02-10 |
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