FR3110808A1 - Heating device, purification device and exhaust line incorporating such a heating device - Google Patents

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Abstract

Dispositif de chauffage, dispositif de purification et ligne d’échappement incorporant un tel dispositif de chauffage Le dispositif de chauffage (19) comprend : - un élément chauffant (20) en un matériau électriquement conducteur; - l’élément chauffant (20) présentant une succession de fentes (49.1 à 49.8) délimitant dans l’élément chauffant (20) une succession de branches (51.1 à 51.9) longitudinales raccordées les unes aux autres par des coudes (53.1 à 53.8); la première fente (49.1) présentant une première partie d’extrémité distale (57.1) arquée s’étendant directement en vis-à-vis d’une portion (59) arquée du bord périphérique de l’élément chauffant, la première partie d’extrémité distale (57.1) et ladite portion (59) étant sensiblement parallèles l’une à l’autre. Figure pour l'abrégé : 2Heating device, purification device and exhaust line incorporating such a heating device The heating device (19) comprises: - a heating element (20) made of an electrically conductive material; - the heating element (20) having a succession of slots (49.1 to 49.8) delimiting in the heating element (20) a succession of longitudinal branches (51.1 to 51.9) connected to each other by elbows (53.1 to 53.8) ; the first slot (49.1) having a first arcuate distal end portion (57.1) extending directly opposite an arcuate portion (59) of the peripheral edge of the heating element, the first portion of distal end (57.1) and said portion (59) being substantially parallel to each other. Figure for abstract: 2

Description

Dispositif de chauffage, dispositif de purification et ligne d’échappement incorporant un tel dispositif de chauffageHeating device, purification device and exhaust line incorporating such a heating device

La présente invention concerne en général le chauffage des organes de purification de gaz d’échappement.The present invention generally relates to the heating of exhaust gas purification units.

Il est possible, pour chauffer un organe de purification de gaz d’échappement, d’utiliser un dispositif de chauffage comportant un élément en un matériau électriquement conducteur et perméable au gaz d’échappement. Deux électrodes sont raccordées au bord périphérique de l’élément, en des points sensiblement opposés l’un à l’autre par rapport au centre de l’élément. Des fentes sensiblement parallèles les unes aux autres sont découpées dans l’élément, de manière à créer un parcourt sinueux pour le courant électrique circulant d’une électrode à l’autre.It is possible, to heat an exhaust gas purification unit, to use a heating device comprising an element made of an electrically conductive material permeable to the exhaust gas. Two electrodes are connected to the peripheral edge of the element, at points substantially opposite to each other with respect to the center of the element. Slots substantially parallel to each other are cut in the element, so as to create a winding path for the electric current flowing from one electrode to the other.

En effet, du fait de la présence des fentes, l’élément chauffant comporte plusieurs branches sensiblement parallèles, raccordées les unes aux autres par des rebroussements en U.Indeed, due to the presence of the slots, the heating element comprises several substantially parallel branches, connected to each other by U-shaped cusps.

On observe dans un tel élément chauffant électrique des zones dans lesquelles la densité de courant électrique est particulièrement élevée. Ces zones sont situées notamment au niveau des rebroussements en U. Le matériau constituant l’élément est porté à une température élevée. Il existe ainsi des gradients de température significatifs au sein de l’élément, ce qui contribue à diminuer la durée de vie de l’élément.Areas in such an electric heating element are observed in which the electric current density is particularly high. These zones are located in particular at the level of the U-shaped cusps. The material constituting the element is brought to a high temperature. There are thus significant temperature gradients within the element, which contributes to reducing the life of the element.

Il est possible, pour remédier à ce problème, d’élargir les extrémités des fentes.It is possible, to remedy this problem, to widen the ends of the slots.

Ceci contribue à obtenir une distribution de la densité de courant électrique qui soit plus uniforme, et des gradients de température plus faibles au sein de l’élément.This helps to achieve a more uniform electrical current density distribution and lower temperature gradients within the element.

Toutefois, cette solution n’est pas entièrement satisfaisante.However, this solution is not entirely satisfactory.

Dans ce contexte, l’invention vise à proposer un dispositif de chauffage pour un organe de purification de gaz d’échappement dont la durée de vie est augmentée.In this context, the invention aims to provide a heating device for an exhaust gas purification member whose service life is increased.

A cette fin, l’invention porte selon un premier aspect sur un dispositif de chauffage pour un organe de purification de gaz d’échappement comprenant un élément chauffant en un matériau électriquement conducteur et perméable au gaz d’échappement, délimité par un bord périphérique divisé en un premier bord arqué et un second bord arqué, l’élément chauffant présentant une succession de fentes s’étendant sensiblement suivant une direction longitudinale, les fentes définissant un parcours en S à travers l’élément chauffant, les fentes délimitant dans l’élément chauffant une succession de branches longitudinales raccordées les unes aux autres par des coudes et décalées transversalement les unes par rapport aux autres,
une première des fentes située à une première extrémité transversale de la succession de fentes, présentant une première partie d’extrémité proximale débouchant au niveau du premier bord arqué et présentant une première partie d’extrémité distale arquée s’étendant directement en vis-à-vis d’une portion du second bord arqué, la première partie d’extrémité distale et ladite portion étant sensiblement parallèles l’une à l’autre.
To this end, the invention relates according to a first aspect to a heating device for an exhaust gas purification unit comprising a heating element made of an electrically conductive material and permeable to the exhaust gas, delimited by a peripheral edge divided into a first arcuate edge and a second arcuate edge, the heating element having a succession of slots extending substantially in a longitudinal direction, the slots defining an S-shaped path through the heating element, the slots delimiting in the element heating a succession of longitudinal branches connected to each other by elbows and offset transversely relative to each other,
a first of the slots located at a first transverse end of the succession of slots, having a first proximal end part opening at the first arcuate edge and having a first arcuate distal end part extending directly opposite screw a portion of the second arcuate edge, the first distal end portion and said portion being substantially parallel to each other.

Dans l’état de la technique, la première fente est rectiligne sur toute sa longueur. Le segment de la première branche délimité entre la première partie d’extrémité distale et le bord périphérique de l’élément présente donc une largeur qui varie de manière significative, puisque la première fente est droite et que la portion du second bord de bord périphérique situé en vis-à-vis de ladite première partie d’extrémité distale est arquée. La largeur de ce segment va en se réduisant quand on suit la première branche jusqu’à l’extrémité distale de la première fente, c’est-à-dire jusqu’au premier coude. La zone de la première branche située entre l’extrémité distale de la première fente et le bord périphérique constitue un goulot d’étranglement pour le courant électrique.In the state of the art, the first slot is straight along its entire length. The segment of the first branch delimited between the first distal end part and the peripheral edge of the element therefore has a width which varies significantly, since the first slot is straight and the portion of the second edge of the peripheral edge located vis-à-vis said first distal end portion is arcuate. The width of this segment is reduced when following the first branch to the distal end of the first slot, that is to say to the first bend. The area of the first branch located between the distal end of the first slot and the peripheral edge constitutes a bottleneck for the electric current.

Dans l’invention, la partie d’extrémité distale de la première fente s’étend sensiblement parallèlement à la portion du second bord située en vis-à-vis. Le goulot d’étranglement est donc supprimé. Ceci contribue fortement à l’obtention d’une densité de courant électrique plus uniforme au niveau du premier coude, c’est-à-dire autour de l’extrémité distale de la première fente. Cette meilleure distribution de la densité de courant électrique à son tour permet une distribution de température plus uniforme au niveau du premier coude, c’est-à-dire autour de l’extrémité distale de la première fente.In the invention, the distal end part of the first slot extends substantially parallel to the portion of the second edge located opposite. The bottleneck is therefore removed. This greatly contributes to obtaining a more uniform electrical current density at the level of the first bend, that is to say around the distal end of the first slot. This better distribution of electrical current density in turn allows for a more even temperature distribution at the first bend, i.e. around the distal end of the first slot.

Le dispositif de chauffage peut en outre représenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :The heating device may also represent one or more of the characteristics below, considered individually or in all technically possible combinations:

- une première des branches est délimitée entre la première fente et le bord périphérique, un segment de la première branche délimité entre la première partie d’extrémité distale de la première fente et la portion du second bord arqué étant sensiblement de largeur constante ;- a first of the branches is delimited between the first slot and the peripheral edge, a segment of the first branch delimited between the first part of the distal end of the first slot and the portion of the second arcuate edge being substantially of constant width;

- une deuxième des fentes, voisine de la première fente dans la succession de fentes, délimite, avec la première fente, une deuxième des branches, la deuxième fente présentant une deuxième partie d’extrémité proximale débouchant au niveau du second bord arqué et une première partie intermédiaire arquée s’étendant directement en vis-à-vis de la première partie d’extrémité distale, la première partie intermédiaire arquée et la première partie d’extrémité distale étant sensiblement parallèles l’une à l’autre ;- a second of the slots, adjacent to the first slot in the succession of slots, delimits, with the first slot, a second of the branches, the second slot having a second proximal end part opening at the level of the second arcuate edge and a first arcuate intermediate part extending directly opposite the first distal end part, the first arcuate intermediate part and the first distal end part being substantially parallel to each other;

- la deuxième partie d’extrémité proximale forme, avec la direction longitudinale, un premier angle compris entre 30° et 60° ;- the second proximal end part forms, with the longitudinal direction, a first angle of between 30° and 60°;

- une troisième des fentes, voisine de la deuxième fente dans la succession de fentes, délimite, avec la deuxième fente, une troisième des branches, la troisième fente présentant une troisième partie d’extrémité proximale débouchant au niveau du premier bord arqué et une deuxième partie intermédiaire arquée s’étendant directement en vis-à-vis de la première partie intermédiaire arquée, la deuxième partie intermédiaire arquée et la première partie intermédiaire arquée étant sensiblement parallèles l’une à l’autre ;- a third of the slots, adjacent to the second slot in the succession of slots, delimits, with the second slot, a third of the branches, the third slot having a third proximal end part opening at the level of the first arcuate edge and a second arcuate intermediate part extending directly opposite the first arcuate intermediate part, the second arcuate intermediate part and the first arcuate intermediate part being substantially parallel to each other;

- la troisième fente présente une troisième partie d’extrémité distale formant, avec la direction longitudinale, un deuxième angle compris entre 5° et 30° ;- the third slot has a third distal end part forming, with the longitudinal direction, a second angle between 5° and 30°;

-la troisième partie d’extrémité proximale forme, avec la direction longitudinale, un troisième angle compris entre 15° et 45° ; - the third proximal end part forms, with the longitudinal direction, a third angle comprised between 15° and 45°;

- l’élément chauffant présente une forme symétrique par rapport à un centre géométrique dudit élément chauffant;- the heating element has a symmetrical shape with respect to a geometric center of said heating element;

- au moins une des fentes présente une extrémité distale élargie, de préférence la troisième des fentes dans la succession de fentes présente une extrémité distale élargie ; - at least one of the slots has a widened distal end, preferably the third of the slots in the succession of slots has a widened distal end;

- des premier et second organes d’alimentation électrique sont raccordés au bord périphérique de l’élément chauffant et séparent le premier bord arqué du second bord arqué;- first and second power supply members are connected to the peripheral edge of the heating element and separate the first arcuate edge from the second arcuate edge;

- une alimentation électrique est raccordée aux premier et second organes d’alimentation électrique;- a power supply is connected to the first and second power supply members;

- les fentes sont décalées les unes par rapport aux autres suivant une direction transversale et débouchent alternativement au niveau du premier bord arqué et au niveau du second bord arqué ; et- The slots are offset relative to each other in a transverse direction and open alternately at the first arcuate edge and at the second arcuate edge; And

- un segment de la deuxième branche délimité entre la première partie intermédiaire arquée de la deuxième fente et la première partie d’extrémité distale de la première fente est de largeur sensiblement constante.- a segment of the second branch delimited between the first arcuate intermediate part of the second slot and the first distal end part of the first slot is of substantially constant width.

Selon un second aspect, l’invention porte sur un dispositif de purification de gaz d’échappement, comprenant :According to a second aspect, the invention relates to an exhaust gas purification device, comprising:

- une enveloppe externe ;- an outer envelope;

- un organe de purification du gaz d’échappement placé dans l’enveloppe externe ;- an exhaust gas purification unit placed in the outer casing;

- un dispositif de chauffage ayant les caractéristiques ci-dessus, l’élément chauffant étant disposé dans l’enveloppe externe en amont de l’organe de purification, des premier et second organes d’alimentation électrique étant raccordés au bord périphérique de l’élément chauffant.- a heating device having the above characteristics, the heating element being arranged in the outer casing upstream of the purification member, first and second electrical power supply members being connected to the peripheral edge of the element heating.

Selon un troisième aspect, l’invention porte sur une ligne d’échappement comprenant un dispositif de purification ayant les caractéristiques ci-dessus.According to a third aspect, the invention relates to an exhaust line comprising a purification device having the above characteristics.

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront de la description détaillée sur les données ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles :Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the detailed description of the data below, by way of indication and in no way limiting, with reference to the appended figures, among which:

La figure 1 est une représentation schématique simplifiée d’une ligne d’échappement comportant un dispositif de chauffage selon l’invention ; Figure 1 is a simplified schematic representation of an exhaust line comprising a heating device according to the invention;

La figure 2 est une vue de face de l’élément chauffant et des organes d’alimentation électrique du dispositif de chauffage intégré dans la ligne d’échappement de la figure1 ; FIG. 2 is a front view of the heating element and of the power supply members of the heating device integrated in the exhaust line of FIG. 1;

La figure 3 est une vue agrandie d’un détail de la figure 2, montrant la partie d’extrémité distale de la première fente et la partie d’extrémité proximale de la seconde fente ; Figure 3 is an enlarged view of a detail of Figure 2, showing the distal end portion of the first slot and the proximal end portion of the second slot;

La figure 4 est une vue agrandie d’un détail de la figure 2, montrant la partie d’extrémité distale de la troisième fente et la partie d’extrémité proximale de la seconde fente ; Figure 4 is an enlarged view of a detail of Figure 2, showing the distal end portion of the third slot and the proximal end portion of the second slot;

La figure 5 est une vue schématique, illustrant la distribution de température dans l’élément chauffant de la figure 2 ; et Figure 5 is a schematic view, illustrating the temperature distribution in the heating element of Figure 2; And

La figure 6 est une représentation schématique illustrant la distribution de densité de courant électrique dans l’élément chauffant de la figure 2, dans les mêmes conditions que pour la figure 5. Figure 6 is a schematic representation illustrating the electric current density distribution in the heating element of Figure 2, under the same conditions as for Figure 5.

Le dispositif de purification 1 représenté schématiquement sur la figure 1 est prévu pour la purification des gaz d’échappement d’un véhicule, typiquement des gaz d’échappement d’une voiture ou d’un camion.The purification device 1 represented schematically in FIG. 1 is intended for the purification of the exhaust gases of a vehicle, typically the exhaust gases of a car or a truck.

Il est intercalé dans la ligne d’échappement 3 du véhicule. Celle-ci comprend un collecteur d’échappement 5 collectant les gaz d’échappement sortant des chambres de combustion du moteur thermique 7 du véhicule.It is inserted in exhaust line 3 of the vehicle. This comprises an exhaust manifold 5 collecting the exhaust gases leaving the combustion chambers of the combustion engine 7 of the vehicle.

Le dispositif de purification 1 est raccordé fluidiquement au collecteur 5 par un conduit amont 9, sur lequel sont typiquement intercalés d’autres équipements tels qu’un turbocompresseur.The purification device 1 is fluidically connected to the manifold 5 by an upstream pipe 9, on which other equipment such as a turbocharger is typically interposed.

Vers l’aval, le dispositif de purification 1 est raccordé fluidiquement par un conduit aval 11 à une canule 13. D’autres équipements tels que des silencieux ou d’autres équipements de purification, sont intercalés entre le dispositif de purification 1 et la canule 13. Le gaz d’échappement purifié est relargué dans l’atmosphère par la canule 13.Downstream, the purification device 1 is fluidically connected by a downstream conduit 11 to a cannula 13. Other equipment such as silencers or other purification equipment, are interposed between the purification device 1 and the cannula 13. Purified exhaust gas is vented back to atmosphere through cannula 13.

Le dispositif de purification 1 comprend une enveloppe externe 15 présentant une surface interne 16 ayant un axe central A et un dispositif de chauffage 19 électrique logé dans l’enveloppe externe 15.The purification device 1 comprises an outer casing 15 having an inner surface 16 having a central axis A and an electric heating device 19 housed in the outer casing 15.

Le dispositif de chauffage 19 comprend un élément chauffant électrique 20 et une alimentation électrique 21.The heater 19 includes an electric heating element 20 and a power supply 21.

L’enveloppe externe 15 présente une entrée 23 et une sortie 25 de gaz d’échappement, raccordées respectivement aux conduits amont 9 et aval 11.The outer casing 15 has an exhaust gas inlet 23 and outlet 25, respectively connected to the upstream 9 and downstream 11 ducts.

L’enveloppe externe 15 présente toute forme adaptée.The outer casing 15 has any suitable shape.

Le dispositif de purification 1 comprend encore un organe de purification des gaz d’échappement 17 logé dans l’enveloppe tubulaire 15.The purification device 1 also comprises an exhaust gas purification device 17 housed in the tubular casing 15.

L’organe de purification 17 est par exemple un catalyseur SCR, un catalyseur trois voies, un catalyseur d’oxydation ou un piège à NOx.The purification unit 17 is for example an SCR catalyst, a three-way catalyst, an oxidation catalyst or a NOx trap.

Comme visible sur la figure 1, une nappe de maintien 27 est interposée entre l’organe de purification 17 et l’enveloppe tubulaire 15.As visible in Figure 1, a retaining sheet 27 is interposed between the purification member 17 and the tubular casing 15.

Typiquement, un ou plusieurs organes de purification sont placés dans l’enveloppe tubulaire 15.Typically, one or more purification organs are placed in the tubular envelope 15.

L’élément chauffant 20 est avantageusement placé en face et à proximité de la face d’entrée 29 de l’organe de purification 17. En variante, l’élément chauffant 20 est placé en face et à proximité de la face de sortie 31 de l’organe de purification 17, c’est-à-dire en aval de celui-ci. Les faces d’entrée 29 et de sortie 31 sont les faces par lesquelles les gaz d’échappement entrent et sortent de l’organe de purification 17.The heating element 20 is advantageously placed opposite and close to the inlet face 29 of the purification member 17. Alternatively, the heating element 20 is placed opposite and close to the outlet face 31 of the purification member 17, that is to say downstream thereof. The inlet 29 and outlet 31 faces are the faces through which the exhaust gases enter and leave the purification unit 17.

En variante, l’élément chauffant 20 est placé à distance en amont de l’organe de purification 17.Alternatively, the heating element 20 is placed at a distance upstream of the purification unit 17.

L’élément chauffant 20 est en un matériau électriquement conducteur et perméable aux gaz d’échappement.The heating element 20 is made of an electrically conductive material which is permeable to exhaust gases.

Selon un mode de réalisation, l’élément chauffant 20 est une plaque.According to one embodiment, the heating element 20 is a plate.

Cette plaque est sensiblement plate et peu épaisse.This plate is substantially flat and thin.

L’élément chauffant 20 s’étend typiquement dans un plan sensiblement perpendiculaire à l’axe central A.The heating element 20 typically extends in a plane substantially perpendicular to the central axis A.

Typiquement, l’élément chauffant 20 chauffe par effet Joule.Typically, the heating element 20 heats up by the Joule effect.

Il comprend un réseau de passages pour les gaz d’échappement, générant un écoulement turbulent des gaz d’échappement à travers l’élément chauffant 20.It includes a network of passages for the exhaust gases, generating a turbulent flow of the exhaust gases through the heating element 20.

Le matériau constituant l’élément chauffant 20 est typiquement un métal, tel que l’acier inoxydable, ou un alliage métallique, ou encore une céramique. Par exemple, ce matériau est un alliage de fer, tel que du FeCrAl. En variante, ce matériau est un alliage de nickel ou de cuivre, tel que le NiCr. Selon une autre variante, ce matériau est une céramique en carbure de silicium SiC.The material constituting the heating element 20 is typically a metal, such as stainless steel, or a metal alloy, or even a ceramic. For example, this material is an alloy of iron, such as FeCrAl. Alternatively, this material is a nickel or copper alloy, such as NiCr. According to another variant, this material is a silicon carbide SiC ceramic.

L’élément chauffant 20 est typiquement une mousse, avec des pores ouverts organisés de manière aléatoire ou régulière.Heating element 20 is typically a foam, with randomly or regularly arranged open pores.

En alternative, l’élément chauffant 20 est en un matériau en nids d’abeilles.Alternatively, the heating element 20 is made of a honeycomb material.

La densité de pores est typiquement comprise entre 5 ppi (pore per inch, ou pores par pouce en français) et 40 ppi. Le matériau présente typiquement une surface développée comprise entre 500 et 5000 m2/m3, de préférence comprise entre 1000 et 3000 m2/m3, et encore de préférence comprise entre 1500 et 2500 m2/m3.The pore density is typically between 5 ppi (pore per inch, or pores per inch in French) and 40 ppi. The material typically has a developed surface comprised between 500 and 5000 m2/m3, preferably comprised between 1000 and 3000 m2/m3, and more preferably comprised between 1500 and 2500 m2/m3.

Avantageusement, l’élément chauffant 20 est revêtu d’au moins un revêtement à fonction catalytique permettant de contribuer au post-traitement des gaz d’échappement. Ce revêtement est prévu pour l’oxydation et/ou la réduction des composés polluants des gaz d’échappement. Il peut être par exemple du même type que ceux utilisés dans les TWC (Three-way Catalyst), DOC (Diesel Oxydation Catalysis), PNA (Passive NOx Absorber), LNT (Lean NOx Trap), SCR (Selective Catalytic Reduction) ou encore pour l’hydrolyse d’un agent réducteur utilisé pour la réduction des oxydes d’azote.Advantageously, the heating element 20 is coated with at least one catalytic function coating making it possible to contribute to the post-treatment of the exhaust gases. This coating is intended for the oxidation and/or reduction of the polluting compounds of the exhaust gases. It may for example be of the same type as those used in TWC (Three-way Catalyst), DOC (Diesel Oxidation Catalysis), PNA (Passive NOx Absorber), LNT (Lean NOx Trap), SCR (Selective Catalytic Reduction) or even for the hydrolysis of a reducing agent used for the reduction of nitrogen oxides.

Alternativement ou en plus, ce revêtement est prévu pour augmenter la rugosité de la surface du matériau, en vue de favoriser les turbulences et donc les échanges thermiques.Alternatively or in addition, this coating is provided to increase the roughness of the surface of the material, with a view to promoting turbulence and therefore heat exchange.

Avantageusement, l’élément chauffant 20 est venu de matière. Il est d’une pièce, dans le même matériau.Advantageously, the heating element 20 is made in one piece. It is one piece, in the same material.

Typiquement, l’élément chauffant 20 est obtenu par découpe d’une plaque d’une seule pièce du matériau électriquement conducteur.Typically, the heating element 20 is obtained by cutting a plate from a single piece of electrically conductive material.

En alternative, l’élément chauffant 20 est obtenu par fonderie, extrusion, frittage, fabrication additive (impression 3D), etc.Alternatively, the heating element 20 is obtained by foundry, extrusion, sintering, additive manufacturing (3D printing), etc.

L’élément chauffant 20 présente une épaisseur comprise entre 2 et 50 mm, de préférence comprise entre 5 et 30 mm, et encore de préférence entre 10 et 20 mm.The heating element 20 has a thickness comprised between 2 and 50 mm, preferably comprised between 5 and 30 mm, and more preferably between 10 and 20 mm.

En d’autres termes, l’élément chauffant 20 se présente sous la forme d’une tranche de matériau électriquement conducteur, découpée directement à la forme recherchée.In other words, the heating element 20 is in the form of a slice of electrically conductive material, cut directly to the desired shape.

Comme visible sur la figure 2, l’élément chauffant 20 est délimité par un bord périphérique 33.As visible in Figure 2, the heating element 20 is delimited by a peripheral edge 33.

Le bord périphérique 33 est à contour fermé.The peripheral edge 33 has a closed contour.

Sa forme dépend de la section de l’enveloppe externe 15 et de l’organe de purification 17.Its shape depends on the section of the outer envelope 15 and the purification organ 17.

Par exemple, elle est circulaire.For example, it is circular.

En variante, elle est ovale ou de toute autre forme adaptée.Alternatively, it is oval or of any other suitable shape.

Le dispositif de chauffage 19 comporte des premier et second organes d’alimentation électrique 35, 37 qui sont raccordés au bord périphérique 33 de l’élément chauffant 20.The heating device 19 comprises first and second power supply members 35, 37 which are connected to the peripheral edge 33 of the heating element 20.

Les premier et second organes d’alimentation électrique 35, 37 sont typiquement des électrodes. En variante, ce sont des contacts électriques soudés ou tout autre organe adapté.The first and second power supply members 35, 37 are typically electrodes. Alternatively, they are welded electrical contacts or any other suitable device.

L’élément chauffant 20 présente une grande face amont 39 et une grande face avale 41 opposées l’une à l’autre (figure 1), et une tranche 43 raccordant l’une à l’autre les grandes faces 39, 41.The heating element 20 has a large upstream face 39 and a large downstream face 41 opposite each other (FIG. 1), and an edge 43 connecting the large faces 39, 41 to each other.

Dans l’exemple représenté les premier et second organes d’alimentation électrique 35, 37 sont rapportés sur la tranche 43.In the example shown the first and second power supply members 35, 37 are attached to the edge 43.

En variante, les premier et/ou second organes d’alimentation électrique 35, 37 sont rapportés sur la grande face amont 39 ou sur la grande face avale 41, au niveau du bord périphérique 33.As a variant, the first and/or second electrical supply members 35, 37 are attached to the large upstream face 39 or to the large downstream face 41, at the level of the peripheral edge 33.

Le bord périphérique 33 est divisé en un premier bord arqué 45 et un second bord arqué 47.The peripheral edge 33 is divided into a first arcuate edge 45 and a second arcuate edge 47.

Les premiers et seconds bords arqués 45, 47 couvrent ensemble la totalité du bord périphérique 33.The first and second arcuate edges 45, 47 together cover the entire peripheral edge 33.

Les premier et second organes d’alimentation électrique 35, 37 séparent les premier et second bords arqués 45, 47 l’un de l’autre.The first and second power supply members 35, 37 separate the first and second arcuate edges 45, 47 from each other.

Le premier bord arqué 45 correspond ainsi à la partie du bord périphérique s’étendant depuis le premier organe d’alimentation électrique 35 jusqu’au second organe d’alimentation électrique 37 quand on suit le bord périphérique 33 circonférentiellement dans le sens horaire dans la représentation de la figure 2. Le second bord arqué 47 correspond à la partie du bord périphérique 33 s’étendant depuis le premier organe d’alimentation électrique 35 jusqu’au second organe d’alimentation électrique 37 quand on suit le bord périphérique 33 circonférentiellement dans le sens antihoraire dans la représentation de la figure 2.The first arcuate edge 45 thus corresponds to the part of the peripheral edge extending from the first power supply member 35 to the second power supply member 37 when following the peripheral edge 33 circumferentially in the clockwise direction in the representation of Figure 2. The second arcuate edge 47 corresponds to the part of the peripheral edge 33 extending from the first electrical supply member 35 to the second electrical supply member 37 when following the peripheral edge 33 circumferentially in the counterclockwise in the representation of Figure 2.

Typiquement, les premier et second organes d’alimentation électrique 35, 37 sont disposés de manière symétrique l’une de l’autre par rapport au centre géométrique C de l’élément chauffant 20.Typically, the first and second power supply members 35, 37 are arranged symmetrically to each other with respect to the geometric center C of the heating element 20.

Dans le cas où l’élément chauffant 20 est circulaire, le centre géométrique C de l’élément chauffant correspond au centre du cercle. Dans le cas où l’élément chauffant 20 est elliptique, le centre géométrique C correspond au point situé à mi-distance des deux foyers de l’ellipse.In the case where the heating element 20 is circular, the geometric center C of the heating element corresponds to the center of the circle. In the case where the heating element 20 is elliptical, the geometric center C corresponds to the point located halfway between the two foci of the ellipse.

En règle générale, le centre géométrique C correspond à l’isobarycentre de l’ensemble des points de l’élément chauffant 20.As a general rule, the geometric center C corresponds to the isobarycenter of all the points of the heating element 20.

Les premiers et seconds bords arqués 45, 47 sont de même longueur quand les premier et second organes d’alimentation électrique sont symétriques par rapport au centre géométrique C de l’élément chauffant 20.The first and second arcuate edges 45, 47 are of the same length when the first and second power supply members are symmetrical with respect to the geometric center C of the heating element 20.

L’alimentation électrique 21 est raccordée aux premier et second organes d’alimentation électrique 35, 37.Power supply 21 is connected to first and second power supply members 35, 37.

Par exemple, le premier organe d’alimentation électrique 35 est raccordé à un générateur électrique, et le second organe d’alimentation électrique est raccordé à la masse.For example, the first power supply member 35 is connected to an electric generator, and the second power supply member is connected to ground.

En variante, les premier et second bords arqués 45, 47 sont séparés l’un de l’autre par la ligne transversale passant par le centre géométrique C. La direction transversale est définie plus bas, et correspond à la direction perpendiculaire à la direction générale d’extension des fentes ménagées dans l’élément chauffant.Alternatively, the first and second arcuate edges 45, 47 are separated from each other by the transverse line passing through the geometric center C. The transverse direction is defined below, and corresponds to the direction perpendicular to the general direction extension of the slots in the heating element.

Comme visible sur la figure 2, l’élément chauffant 20 présente une succession de fentes 49.1 à 49.8, s’étendant toutes sensiblement suivant une direction longitudinale L matérialisée par un trait mixte sur la figure 2.As visible in Figure 2, the heating element 20 has a succession of slots 49.1 to 49.8, all extending substantially in a longitudinal direction L shown by a chain line in Figure 2.

Autrement dit, chacune des fentes 49.1 à 49.8 s’étend suivant une direction générale longitudinale, qui est la même pour toutes les fentes.In other words, each of the slots 49.1 to 49.8 extends in a generally longitudinal direction, which is the same for all the slots.

Les fentes 49.1 à 49.8 définissent un parcours en S à travers l’élément chauffant 20.Slots 49.1 to 49.8 define an S-shaped path through heating element 20.

Les fentes 49.1 à 49.8 sont décalées les unes par rapport aux autres suivant une direction transversale et débouchent alternativement au niveau du premier bord arqué 45 et au niveau du second bord arqué 47.The slots 49.1 to 49.8 are offset relative to each other in a transverse direction and emerge alternately at the level of the first arcuate edge 45 and at the level of the second arcuate edge 47.

En d’autres termes, les fentes 49.1 à 49.8 sont espacées les unes des autres suivant la direction transversale T, matérialisée par un trait mixte sur la figure 2.In other words, the slots 49.1 to 49.8 are spaced from each other in the transverse direction T, shown by a dashed line in Figure 2.

Typiquement, elles sont sensiblement régulièrement espacées les unes des autres suivant la direction transversale T.Typically, they are substantially regularly spaced from each other in the transverse direction T.

La direction transversale T est perpendiculaire à la direction longitudinale L.The transverse direction T is perpendicular to the longitudinal direction L.

L’élément chauffant 20 s’étend sensiblement dans un plan contenant les directions longitudinales L et transversales T.The heating element 20 extends substantially in a plane containing the longitudinal L and transverse T directions.

Chaque fente 49.1 à 49.8 s’étend longitudinalement sur au moins 60%, de préférence sur au moins 70%, et encore de préférence sur au moins 80% de la largeur longitudinale de l’élément chauffant 20 prise au niveau de ladite fente.Each slot 49.1 to 49.8 extends longitudinally over at least 60%, preferably over at least 70%, and even more preferably over at least 80% of the longitudinal width of the heating element 20 taken at the level of said slot.

Dans l’exemple représenté, l’élément chauffant 20 comporte huit fentes. En variante, l’élément chauffant 20 comporte moins de huit fentes ou plus de huit fentes. Le nombre de fentes est fonction de la taille de l’élément chauffant et de la résistance souhaitée.In the example shown, the heating element 20 has eight slots. Alternatively, heating element 20 has less than eight slots or more than eight slots. The number of slots depends on the size of the heating element and the resistance desired.

La première fente 49.1, située à une première extrémité transversale de la succession de fentes, débouche au niveau de premier bord arqué 45.The first slot 49.1, located at a first transverse end of the succession of slots, opens at the level of the first arcuate edge 45.

La seconde fente, 49.2 qui suit la première fente 49.1 dans ladite succession de fente, débouche au niveau du second bord arqué 47.The second slot, 49.2 which follows the first slot 49.1 in said succession of slots, opens at the level of the second arcuate edge 47.

Comme indiqué précédemment, les fentes débouchent alternativement aux niveaux des premiers et seconds bords arqués 45, 47, ce qui veut dire que chaque fente qui débouche au niveau du premier bord arqué 45 est encadrée par deux fentes qui débouchent au niveau du second bord arqué 47, et inversement, à l’exception des première et dernière fentes.As indicated previously, the slots open out alternately at the level of the first and second arcuate edges 45, 47, which means that each slot which opens at the level of the first arcuate edge 45 is framed by two slots which open at the level of the second arcuate edge 47 , and vice versa, with the exception of the first and last slots.

Les fentes 49.1 à 49.8 sont traversantes. En d’autres termes, elles s’étendent sur toute l’épaisseur de l’élément chauffant 20, depuis la grande face amont 39 jusqu’à la grande face avale 41, et elles débouchent au niveau des deux grandes faces 39, 41.Slots 49.1 to 49.8 are through. In other words, they extend over the entire thickness of the heating element 20, from the large upstream face 39 to the large downstream face 41, and they open out at the level of the two large faces 39, 41.

Les fentes 49.1 à 49.8 délimitent dans l’élément chauffant 20 une succession de branches longitudinales 51.1 à 51.9 raccordées les unes aux autres par des coudes 53.1 à 53.8.The slots 49.1 to 49.8 delimit in the heating element 20 a succession of longitudinal branches 51.1 to 51.9 connected to each other by elbows 53.1 to 53.8.

Les branches 51.1 à 51.9 s’étendent donc chacune suivant une direction générale longitudinale. Elles sont séparées les unes des autres par les fentes 49.1 à 49.8. Les branches longitudinales 51.1 à 51.9 sont décalées transversalement les unes par rapport aux autres, comme les fentes 49.1 à 49.8.The branches 51.1 to 51.9 therefore each extend in a general longitudinal direction. They are separated from each other by the slots 49.1 to 49.8. The longitudinal branches 51.1 to 51.9 are offset transversely relative to each other, like the slots 49.1 to 49.8.

Les coudes 53.1 à 53.8 constituent des rebroussements, et ont ainsi des formes de U. Chaque coude 53.1 à 53.8 raccorde deux branches successives de la succession de branches.The elbows 53.1 to 53.8 constitute cusps, and thus have the shapes of a U. Each elbow 53.1 to 53.8 connects two successive branches of the succession of branches.

Chaque branche 51.2 à 51.8 présente ainsi une première extrémité longitudinale raccordée par un coude à la branche précédente dans la succession, et présentent une seconde extrémité longitudinale, opposée à la première, et raccordée par un autre coude à la branche suivante dans la succession de branches. Le coude et l’autre coude sont orientés en sens opposé.Each branch 51.2 to 51.8 thus has a first longitudinal end connected by an elbow to the previous branch in the succession, and has a second longitudinal end, opposite the first, and connected by another elbow to the next branch in the succession of branches . The elbow and the other elbow are oriented in the opposite direction.

Le premier organe d’alimentation électrique 35 est raccordé à la première branche 51.1. Le second organe d’alimentation électrique 37 est raccordé à la dernière branche 51.9.The first power supply member 35 is connected to the first branch 51.1. The second power supply member 37 is connected to the last branch 51.9.

Les fentes 49.1 à 49.8 délimitent ainsi un parcours sinueux pour le courant électrique circulant entre les deux organes d’alimentation électrique 35, 37.The slots 49.1 to 49.8 thus delimit a sinuous path for the electric current flowing between the two electric power supply members 35, 37.

La première branche 51.1 est délimitée entre d’une part la première fente 49.1 et d’autre part le bord périphérique 33.The first branch 51.1 is delimited between on the one hand the first slot 49.1 and on the other hand the peripheral edge 33.

La première branche 51.1 présente une partie d’extrémité longitudinale libre, à laquelle est raccordé le premier organe d’alimentation électrique 35, et une seconde partie d’extrémité longitudinale raccordée à la seconde branche 51.2 par le premier coude 53.1.The first branch 51.1 has a free longitudinal end part, to which the first power supply member 35 is connected, and a second longitudinal end part connected to the second branch 51.2 by the first elbow 53.1.

La première fente 49.1 présente une première partie extrémité proximale 55.1 débouchant au niveau du premier bord arqué 45.The first slot 49.1 has a first proximal end part 55.1 opening out at the level of the first arcuate edge 45.

Elle présente une première partie d’extrémité distale 57.1 arquée s’étendant directement en vis-à-vis d’une portion 59 du second bord arqué 47. La première partie d’extrémité distale 57.1 et la portion 59 du second bord arqué 47 sont sensiblement parallèles l’une à l’autre, comme visible sur la figure 3.It has a first arcuate distal end portion 57.1 extending directly opposite a portion 59 of the second arcuate edge 47. The first distal end portion 57.1 and the portion 59 of the second arcuate edge 47 are substantially parallel to each other, as seen in Figure 3.

Directement « en vis-à-vis » signifie ici que la première partie d’extrémité distale 57.1 est située en face de la portion 59 du second bord arqué 47 suivant des directions d perpendiculaires aux tangentes t aux différents points de la portion 59, comme illustré sur la figure 3.Directly "opposite" means here that the first distal end part 57.1 is located opposite the portion 59 of the second arcuate edge 47 along directions d perpendicular to the tangents t at the various points of the portion 59, as shown in figure 3.

Alternativement, on peut considérer la ligne centrale LC de la première branche longitudinale 51.1, c’est-à-dire la ligne divisant première branche longitudinale 51.1 en deux moitiés de mêmes largeurs. Le terme « en vis-à-vis » signifie face à face suivant des directions perpendiculaires à ladite ligne centrale LC.Alternatively, one can consider the central line LC of the first longitudinal branch 51.1, that is to say the line dividing the first longitudinal branch 51.1 into two halves of the same widths. The term “opposite” means face to face along directions perpendicular to said central line LC.

On entend ici par « sensiblement parallèle l’une à l’autre », le fait que le segment 61.1 de la première branche 51.1, délimité entre la première partie d’extrémité distale 57.1 et la portion 59 du second bord arqué 47, est sensiblement de largeur constante.The term “substantially parallel to each other” is understood here to mean that the segment 61.1 of the first branch 51.1, delimited between the first distal end part 57.1 and the portion 59 of the second arcuate edge 47, is substantially of constant width.

La largeur est prise ici perpendiculairement à la ligne centrale LC de la première branche 51.1 ou perpendiculairement à la tangente aux différents points de la portion 59 du second bord arqué 47.The width is taken here perpendicular to the central line LC of the first branch 51.1 or perpendicular to the tangent at the various points of the portion 59 of the second arcuate edge 47.

« Sensiblement de largeur constante » signifie que, quand on suit ledit segment 61.1 vers le premier coude 53.1, la largeur du segment 61.1 de la première branche 51.1ne varie pas de plus de 15%, de préférence ne varie pas de plus de 10%, et encore de préférence ne varie pas de plus de 5%."Substantially of constant width" means that, when one follows said segment 61.1 towards the first elbow 53.1, the width of the segment 61.1 of the first branch 51.1 does not vary by more than 15%, preferably does not vary by more than 10% , and again preferably does not vary by more than 5%.

La première partie d’extrémité distale 57.1 couvre entre 20% et 50%, de préférence entre 25% et 50%, encore de préférence entre 30% et 50% de la longueur totale de la première fente 49.1.The first distal end portion 57.1 covers between 20% and 50%, preferably between 25% and 50%, more preferably between 30% and 50% of the total length of the first slot 49.1.

La première partie d’extrémité proximale 55.1 est raccordée à la première partie d’extrémité distale 57.1 par une première partie centrale 63.1.The first proximal end part 55.1 is connected to the first distal end part 57.1 by a first central part 63.1.

La première partie d’extrémité proximale 55.1 et la première partie centrale 63.1 sont sensiblement rectilignes et alignées l’une avec l’autre. En variante, la première partie d’extrémité proximale 55.1 et/ou la première partie centrale 63.1 sont arquées.The first proximal end part 55.1 and the first central part 63.1 are substantially straight and aligned with each other. Alternatively, the first proximal end portion 55.1 and/or the first central portion 63.1 are arcuate.

Comme visible sur la figure 2, la deuxième fente 49.2 délimite, avec la première fente 49.1, la deuxième branche 51.2.As seen in Figure 2, the second slot 49.2 delimits, with the first slot 49.1, the second branch 51.2.

La deuxième fente 49.2 présente une deuxième partie d’extrémité proximale 55.2 qui est débouchante au niveau du second bord arqué 47.The second slot 49.2 has a second proximal end part 55.2 which emerges at the level of the second arcuate edge 47.

La seconde fente 49.2 comporte également une première partie intermédiaire arquée 65.2 s’étendant directement en vis-à-vis de la première partie d’extrémité distale 57.1 (figures 2 et 3). La première partie intermédiaire arquée 65.2 et la première partie d’extrémité distale 57.1 sont sensiblement parallèles l’une à l’autre.The second slot 49.2 also includes a first arcuate intermediate part 65.2 extending directly opposite the first distal end part 57.1 (FIGS. 2 and 3). The first arcuate intermediate portion 65.2 and the first distal end portion 57.1 are substantially parallel to each other.

La première partie intermédiaire arquée 65.2 présente sensiblement la même longueur que la première partie d’extrémité distale 57.1.The first arcuate intermediate part 65.2 has substantially the same length as the first distal end part 57.1.

Elle est directement en vis-à-vis de la première partie d’extrémité distale 57.1 au sens où, si on considère la ligne centrale LC de la deuxième branche 51.2, la première partie intermédiaire arquée 65.2 fait face à la première partie d’extrémité distale 57.1 suivant des directions perpendiculaires à la ligne centrale LC.It is directly opposite the first distal end part 57.1 in the sense that, if we consider the central line LC of the second branch 51.2, the first arcuate intermediate part 65.2 faces the first end part distal 57.1 along directions perpendicular to the centerline LC.

La ligne centrale LC est définie comme expliqué plus haut.The center line LC is defined as explained above.

En « vis-à-vis » peut également être compris comme signifiant que la première partie intermédiaire arquée 65.2 fait face à la première partie d’extrémité distale 57.1 suivant des directions perpendiculaires aux tangentes aux différents points de la première partie d’extrémité distale 57.1, comme expliqué plus haut.In "vis-à-vis" can also be understood as meaning that the first arcuate intermediate part 65.2 faces the first distal end part 57.1 in directions perpendicular to the tangents at the various points of the first distal end part 57.1 , as explained above.

Le fait que la première partie intermédiaire arquée 65.2 et la première partie d’extrémité distale 57.1 sont sensiblement parallèles l’une à l’autre signifie que le segment 61.2 de la deuxième branche 51.2, délimité entre la première partie intermédiaire arquée 65.2 et la première partie d’extrémité distale 57.1, est de largeur sensiblement constante.The fact that the first arcuate intermediate part 65.2 and the first distal end part 57.1 are substantially parallel to each other means that the segment 61.2 of the second branch 51.2, delimited between the first arcuate intermediate part 65.2 and the first distal end portion 57.1, is of substantially constant width.

La largeur est prise par exemple perpendiculairement à la ligne centrale LC de la deuxième branche 51.2, comme expliqué plus haut.The width is taken for example perpendicular to the central line LC of the second branch 51.2, as explained above.

« Sensiblement constant » signifie que, quand on suit le segment 61.2 de la deuxième branche 51.2, d’une extrémité longitudinale à l’autre, la largeur du segment 61.2 de la deuxième branche 51.2 ne varie pas de plus de 15%, de préférence pas de plus de 10%, et encore de préférence pas de plus de 5%."Substantially constant" means that, when following the segment 61.2 of the second branch 51.2, from one longitudinal end to the other, the width of the segment 61.2 of the second branch 51.2 does not vary by more than 15%, preferably no more than 10%, and more preferably no more than 5%.

Typiquement, la deuxième branche 51.2 présente une largeur sensiblement constante sur toute sa longueur.Typically, the second branch 51.2 has a substantially constant width over its entire length.

Avantageusement, la deuxième partie d’extrémité proximale 55.2 forme, avec la direction longitudinale L, un premier angle α1 compris entre 30 degrés et 60 degrés, de préférence compris entre 35° et 50°, encore plus préférentiellement entre 40° et 45°.Advantageously, the second proximal end part 55.2 forms, with the longitudinal direction L, a first angle α1 comprised between 30 degrees and 60 degrees, preferably comprised between 35° and 50°, even more preferentially between 40° and 45°.

La première partie intermédiaire arquée 65.2 est raccordée à la deuxième partie d’extrémité proximale 55.2 par une autre partie intermédiaire arquée 67.2.The first arcuate intermediate part 65.2 is connected to the second proximal end part 55.2 by another arcuate intermediate part 67.2.

A partir de l’autre partie intermédiaire arquée 67.2, la deuxième partie d’extrémité proximale 55.2 s’étend radialement vers l’extérieur de l’élément chauffant 20 et circonférentiellement vers le premier organe d’alimentation électrique 35.From the other arcuate intermediate portion 67.2, the second proximal end portion 55.2 extends radially outward from the heater element 20 and circumferentially toward the first power supply member 35.

La deuxième partie d’extrémité proximale 55.2 est sensiblement rectiligne.The second proximal end part 55.2 is substantially straight.

L’autre partie intermédiaire arquée 67.2 est convexe vers la troisième fente 49.3.The other arcuate intermediate part 67.2 is convex towards the third slot 49.3.

La première partie intermédiaire arquée 65.2 est convexe vers la première fente 49.1.The first arcuate intermediate part 65.2 is convex towards the first slot 49.1.

L’autre partie intermédiaire arquée 67.2 a donc une courbure inverse de la première partie intermédiaire arquée 65.2.The other arcuate intermediate part 67.2 therefore has a reverse curvature of the first arcuate intermediate part 65.2.

Comme visible sur la figure 3, l’autre partie intermédiaire arquée 67.2 est sensiblement centrée sur l’extrémité distale 57.1 de la première fente 49.1.As visible in Figure 3, the other arcuate intermediate part 67.2 is substantially centered on the distal end 57.1 of the first slot 49.1.

Avantageusement, l’autre partie intermédiaire arquée 67.2 est un arc de cercle centré sur l’extrémité distale 57.1 de la première fente 49.1.Advantageously, the other arcuate intermediate part 67.2 is an arc of a circle centered on the distal end 57.1 of the first slot 49.1.

L’orientation de la deuxième partie d’extrémité proximale 55.2 contribue à limiter les variations de largeur le long du premier coude 53.1.The orientation of the second proximal end part 55.2 contributes to limiting the variations in width along the first bend 53.1.

Quand on parcourt le coude 53.1, à partir de la première branche 51.1 en tournant autour de l’extrémité distale 57.1 de la première fente 49.1, la largeur du coude 53.1 augmente d’abord jusqu’à ce qu’on atteigne l’extrémité proximale 55.2 de la deuxième fente 49.2. Puis, la largeur du coude 53.1 se réduit le long de la deuxième partie d’extrémité proximale 55.2 et reste constante le long de l’autre partie intermédiaire arquée 67.2.When traversing the bend 53.1, from the first branch 51.1 turning around the distal end 57.1 of the first slot 49.1, the width of the bend 53.1 first increases until reaching the proximal end 55.2 of the second slot 49.2. Then, the width of the elbow 53.1 reduces along the second proximal end part 55.2 and remains constant along the other arcuate intermediate part 67.2.

La largeur du coude 53.1, au niveau de l’autre partie intermédiaire arquée 67.2, est sensiblement égale à la largeur du segment 61.2 de la deuxième branche 51.2.The width of the elbow 53.1, at the level of the other arcuate intermediate part 67.2, is substantially equal to the width of the segment 61.2 of the second branch 51.2.

La deuxième partie d’extrémité distale 57.2 de la deuxième fente 51.2 est raccordée à la deuxième partie intermédiaire arquée 65.2 par une deuxième partie centrale 63.2 (figure 2). La deuxième partie d’extrémité distale 57.2 et la deuxième partie centrale 63.2 sont sensiblement rectilignes et sensiblement alignées l’une avec l’autre.The second distal end part 57.2 of the second slot 51.2 is connected to the second arcuate intermediate part 65.2 by a second central part 63.2 (FIG. 2). The second distal end part 57.2 and the second central part 63.2 are substantially straight and substantially aligned with each other.

La troisième fente 49.3 présente une troisième partie d’extrémité proximale 55.3 débouchant au niveau du premier bord arqué 45 (figure 2). Elle présente également une deuxième partie intermédiaire arquée 65.3 s’étendant directement en vis-à-vis de la première partie intermédiaire arquée 65.2 (figures 2 et 4). La deuxième partie intermédiaire arquée 65.3 et la première partie intermédiaire arquée 65.2 sont sensiblement parallèles l’une à l’autre.The third slot 49.3 has a third proximal end part 55.3 opening out at the level of the first arcuate edge 45 (FIG. 2). It also has a second arcuate intermediate part 65.3 extending directly opposite the first arcuate intermediate part 65.2 (FIGS. 2 and 4). The second arcuate intermediate part 65.3 and the first arcuate intermediate part 65.2 are substantially parallel to each other.

Les termes « en vis-à-vis » et « sensiblement parallèles » sont définis ici comme pour la première partie intermédiaire arquée 65.2.The terms “opposite” and “substantially parallel” are defined here as for the first arcuate intermediate part 65.2.

Le segment 61.3 de la troisième branche 51.3, délimité entre la deuxième partie intermédiaire arquée 65.3 et la première partie intermédiaire arquée 65.2, est de largeur sensiblement constante. Cette largeur est définie comme pour le segment 61.2 de la deuxième branche 51.2.The segment 61.3 of the third branch 51.3, delimited between the second arcuate intermediate part 65.3 and the first arcuate intermediate part 65.2, is of substantially constant width. This width is defined as for the segment 61.2 of the second branch 51.2.

La troisième fente 49.3 présente une troisième partie d’extrémité distale 57.3 formant, avec la direction longitudinale L, un deuxième angle α2 compris entre 5 degrés et 30 degrés, de préférence entre 10° et 20°.The third slot 49.3 has a third distal end part 57.3 forming, with the longitudinal direction L, a second angle α2 comprised between 5 degrees and 30 degrees, preferably between 10° and 20°.

La troisième partie d’extrémité distale 57.3 forme donc, avec la deuxième partie d’extrémité proximale 55.2, un angle légèrement ouvert. Ainsi, l’extrémité de la troisième branche 51.3, qui se raccorde au troisième coude 53.3, présente une largeur qui va légèrement en s’accroissant en direction du troisième coude 53.3. Cette augmentation de largeur est limitée du fait de l’inclinaison de la troisième partie d’extrémité distale 57.3.The third distal end part 57.3 therefore forms, with the second proximal end part 55.2, a slightly open angle. Thus, the end of the third branch 51.3, which connects to the third elbow 53.3, has a width which increases slightly in the direction of the third elbow 53.3. This increase in width is limited due to the inclination of the third distal end part 57.3.

La troisième partie d’extrémité proximale 55.3 forme, avec la direction longitudinale L, un troisième angle α3 compris entre 15 degrés et 45 degrés (figure 2), de préférence entre 20° et 40°, encore plus préférentiellement entre 25° et 30°.The third proximal end part 55.3 forms, with the longitudinal direction L, a third angle α3 of between 15 degrees and 45 degrees (FIG. 2), preferably between 20° and 40°, even more preferably between 25° and 30° .

La troisième fente 49.3 présente une troisième partie centrale 63.3 sensiblement rectiligne et longitudinale (figure 2). Elle raccorde la deuxième partie intermédiaire arquée 65.3 à la troisième partie d’extrémité proximale 55.3.The third slot 49.3 has a third central part 63.3 that is substantially rectilinear and longitudinal (FIG. 2). It connects the second arcuate intermediate part 65.3 to the third proximal end part 55.3.

A partir de la troisième partie centrale 63.3, la troisième partie d’extrémité proximale 55.3 s’étend radialement vers l’extérieur et circonférentiellement vers le premier organe d’alimentation électrique 35.From the third central part 63.3, the third proximal end part 55.3 extends radially outwards and circumferentially towards the first electrical supply member 35.

L’orientation de la troisième partie d’extrémité proximale 55.3 contribue à limiter les variations de largeur le long du deuxième coude 53.2.The orientation of the third proximal end part 55.3 contributes to limiting the variations in width along the second elbow 53.2.

Quand on parcourt le deuxième coude 53.2, en rotation autour de l’extrémité distale 57.2 de la deuxième fente 49.2, la largeur de ce coude augmente d’abord jusqu’à l’extrémité proximale 55.3 de la troisième fente 49.3, puis se réduit le long de la troisième partie d’extrémité proximale 55.3.When the second elbow 53.2 is traversed, in rotation around the distal end 57.2 of the second slot 49.2, the width of this elbow increases first to the proximal end 55.3 of the third slot 49.3, then decreases along the third proximal end portion 55.3.

La largeur de la troisième branche 51.3 est pratiquement constante sur toute sa longueur, à l’exception de l’extrémité de la troisième branche 51.3 qui se raccorde au troisième coude 53.3, qui va légèrement en s’élargissant.The width of the third branch 51.3 is practically constant over its entire length, with the exception of the end of the third branch 51.3 which connects to the third elbow 53.3, which widens slightly.

La partie d’extrémité proximale 55.4 de la quatrième fente 49.4 débouche au niveau du deuxième bord arqué 47.The proximal end part 55.4 of the fourth slot 49.4 opens at the level of the second arcuate edge 47.

La quatrième fente 49.4 est sensiblement rectiligne et longitudinale.The fourth slot 49.4 is substantially rectilinear and longitudinal.

Avantageusement, l’élément chauffant 20 présente une forme symétrique par rapport à son centre géométrique C.Advantageously, the heating element 20 has a symmetrical shape with respect to its geometric center C.

Ainsi, les formes des 5ème, 6ème, 7èmeet 8èmefentes 49.5 à 49.8 sont symétriques respectivement de celles des 4ème, 3ème, 2èmeet 1èrefentes 49.4 à 49.1 par rapport au centre géométrique C.Thus, the shapes of the 5th , 6th , 7th and 8th slots 49.5 to 49.8 are symmetrical respectively to those of the 4th , 3rd , 2nd and 1st slots 49.4 to 49.1 with respect to the geometric center C.

De même, les formes des 6ème, 7ème, 8èmeet 9èmebranches 51.6 à 51.9 sont symétriques respectivement de celles des 4ème, 3ème, 2èmeet 1èrebranches 51.4 à 51.1 par rapport au centre géométrique C.Similarly, the shapes of the 6th , 7th , 8th and 9th branches 51.6 to 51.9 are respectively symmetrical to those of the 4th , 3rd , 2nd and 1st branches 51.4 to 51.1 with respect to the geometric center C.

Au moins une des fentes 49.1 à 49.8 présente une extrémité distale 57.1 à 57.8 élargie, par exemple en forme de goutte d’eau. De préférence, au moins la troisième fente 49.3 présente une extrémité distale 57.3 élargie, par exemple en forme de goutte d’eau.At least one of the slots 49.1 to 49.8 has an enlarged distal end 57.1 to 57.8, for example in the shape of a drop of water. Preferably, at least the third slot 49.3 has an enlarged distal end 57.3, for example in the shape of a drop of water.

Par exemple, les 3ème, 4ème , 5ème, et 6èmefentes 49.3 à 49.6 présentent des extrémités distales 57.3 à 57. 6 respectives en forme de goutte d’eau. Une telle forme contribue à l’obtention d’une distribution de densité de courant uniforme au niveau du coude 53.3 à 53.6 correspondant.For example, the 3th, 4th , 5th, and 6thslots 49.3 to 49.6 have respective distal ends 57.3 to 57.6 in the shape of a drop of water. Such a shape contributes to obtaining a uniform current density distribution at the level of the corresponding bend 53.3 to 53.6.

Des simulations numériques ont été effectuées pour comparer la distribution de courant électrique et la distribution de température dans l’élément chauffant décrit ci-dessus avec une plaque comparative de même diamètre, même épaisseur et de même nombre de fentes. En revanche, les fentes de la plaque comparative sont longitudinales et rectilignes, et comprennent toutes un élargissement en forme de goutte d’eau à leurs extrémités distales respectives.Numerical simulations were carried out to compare the electric current distribution and the temperature distribution in the heating element described above with a comparative plate of the same diameter, the same thickness and the same number of slots. In contrast, the Comparative Plate slots are longitudinal and straight, and all include a teardrop-shaped widening at their respective distal ends.

La figure 5 montre la distribution de température dans l’élément chauffant décrit ci-dessus, pour une puissance électrique d’alimentation de 500 watts. La surface de l’élément chauffant a été divisée en plusieurs zones référencées de a à d. La zone a correspond à une température inférieure à environ 370°C, la zone b à une température comprise environ entre 370 et 420°C, la zone c à une température comprise environ entre 420 et 460°C, et la zone d à une température supérieure à environ 460°C.Figure 5 shows the temperature distribution in the heating element described above, for an electrical power supply of 500 watts. The surface of the heating element has been divided into several zones referenced from a to d. Zone a corresponds to a temperature below approximately 370°C, zone b to a temperature between approximately 370 and 420°C, zone c to a temperature between approximately 420 and 460°C, and zone d to a temperature between approximately 370 and 420°C. temperature above about 460°C.

La figure 6 illustre la distribution de densité de courant électrique dans l’élément chauffant décrit ci-dessus, dans les mêmes conditions. De nouveau, la surface de l’élément chauffant a été divisée en plusieurs zones référencées de a à d. La zone a correspond à une densité de courant inférieure à environ 20 ampères par cm², la zone b à une densité de courant comprise environ entre 20 et 38 ampères par cm², la zone c à une densité de courant comprise environ entre 38 et 45 ampères par cm², et la zone d à une densité de courant supérieure à environ 45 ampères par cm².Figure 6 illustrates the electric current density distribution in the heating element described above, under the same conditions. Again, the surface of the heating element has been divided into several zones referenced from a to d. Zone a corresponds to a current density of less than approximately 20 amperes per cm², zone b to a current density of approximately between 20 and 38 amperes per cm², zone c to a current density of approximately between 38 and 45 amperes per cm², and zone d has a current density greater than approximately 45 amperes per cm².

On voit sur la figure 5 que les points les plus chauds sont au centre des branches 51.4, 51.5 et 51.6, et autour des électrodes. On voit sur la figure 6 que la densité de courant électrique est la plus forte autour des extrémités distales des fentes, et au niveau des électrodes.It can be seen in FIG. 5 that the hottest points are in the center of the branches 51.4, 51.5 and 51.6, and around the electrodes. It can be seen in FIG. 6 that the electrical current density is highest around the distal ends of the slots, and at the level of the electrodes.

Le tableau ci-dessous met en évidence les avantages de l’invention par rapport à la plaque comparative. Il indique, pour l’élément chauffant décrit ci-dessus et pour la plaque comparative, l’index d’uniformité de température UIT, l’index d’uniformité de courant électrique UIC, le volume de points à haut courant VHC (exprimé en cm3, courant supérieur à 60 ampères par cm²), le volume de points à faible courant VFC (exprimé en cm3, densité de courant inférieur à 10 ampères par cm²), le volume de points à très faible courant VTFC (exprimé en cm3, densité de courant inférieur à 5 ampères par cm²), et le volume de points à courant moyen VCM (exprimé en cm3, densité de courant compris entre 10 et 30 ampères par cm²).The table below highlights the advantages of the invention compared to the comparative plate. It indicates, for the heating element described above and for the comparative plate, the temperature uniformity index UIT, the electrical current uniformity index UIC, the volume of high current points VHC (expressed in cm3, current greater than 60 amps per cm²), the volume of points with low current VFC (expressed in cm3, current density less than 10 amps per cm²), the volume of points with very low current VTFC (expressed in cm3, density current less than 5 amps per cm²), and the volume of medium current points VCM (expressed in cm3, current density between 10 and 30 amps per cm²).

L’index d’uniformité de température pour une zone est défini par la formule mathématique suivante :The temperature uniformity index for a zone is defined by the following mathematical formula:

UIT = 1 – [ Σi |Ti-Tm| * A ] / [ 2 * Tm* ΣiAi]ITU = 1 – [ ΣI |TI-Tm| * A ] / [ 2 * TmIATI]

Où Tiest la température dans une zone élémentaire, Aiest la surface de la zone élémentaire, Tmla température moyenne sur toute la zone considérée, et A la surface totale de la zone considérée.Where T i is the temperature in an elementary zone, A i is the surface of the elementary zone, T m the average temperature over the entire zone considered, and A the total surface of the zone considered.

L’index d’uniformité de courant est défini de la même façon.The current uniformity index is defined in the same way.

UITITU UICUIC VHC (cm3)HCV (cm3) VFC (cm3)HRV (cm3) VTFC (cm3)VTFC (cm3) VCM (cm3)MCV (cm3) Plaque comparativeComparative plate 0,9720.972 0,850.85 5,25.2 28,928.9 18,118.1 47,947.9 Élément chauffant de l’inventionHeating element of the invention 0,980.98 0,890.89 3,93.9 11,711.7 4,24.2 52,152.1

Ce tableau met en évidence que l’index d’uniformité de densité de courant et l’index d’uniformité de température sont nettement améliorés par rapport à la plaque comparative. De même, le volume de points à haut courant, le volume de points à faible courant et le volume de points à très faible courant sont réduits. Le volume de points à courant moyen est augmenté.This table highlights that the current density uniformity index and the temperature uniformity index are significantly improved compared to the comparative plate. Also, the volume of high current points, the volume of low current points and the volume of very low current points are reduced. The volume of medium current points is increased.

Ceci traduit le fait que la densité de courant est plus uniforme dans l’élément chauffant décrit ci-dessus que dans la plaque comparative. De même, la distribution de température est nettement plus uniforme dans l’élément chauffant décrite ci-dessus que dans la plaque comparative.This reflects the fact that the current density is more uniform in the heating element described above than in the comparative plate. Also, the temperature distribution is significantly more uniform in the heating element described above than in the comparative plate.

Le dispositif de chauffage décrit ci-dessus peut présenter de multiples variantes.The heating device described above may have multiple variants.

Les organes d’alimentation électriques ne sont pas nécessairement symétriques l’un de l’autre par rapport au centre géométrique de l’élément chauffant. Ils peuvent être disposés en des points différents de ceux illustrés sur la figure 2.The power supply members are not necessarily symmetrical to each other with respect to the geometric center of the heating element. They can be arranged at points different from those illustrated in Figure 2.

Claims (10)

Dispositif de chauffage pour un organe de purification de gaz d’échappement, le dispositif de chauffage (19) comprenant un élément chauffant (20) en un matériau électriquement conducteur et perméable au gaz d’échappement, délimité par un bord périphérique (33) divisé en un premier bord arqué (45) et un second bord arqué (47), l’élément chauffant (20) présentant une succession de fentes (49.1 à 49.8) s’étendant sensiblement suivant une direction longitudinale (L), les fentes (49.1 à 49.8) définissant un parcours en S à travers l’élément chauffant (20),
les fentes (49.1 à 49.8) délimitant dans l’élément chauffant (20) une succession de branches (51.1 à 51.9) longitudinales raccordées les unes aux autres par des coudes (53.1 à 53.8) et décalées transversalement les unes par rapport aux autres,
une première des fentes (49.1), située à une première extrémité transversale de la succession de fentes, présentant une première partie d’extrémité proximale (55.1) débouchant au niveau du premier bord arqué (45) et présentant une première partie d’extrémité distale (57.1) arquée s’étendant directement en vis-à-vis d’une portion (59) du second bord arqué (47), la première partie d’extrémité distale (57.1) et ladite portion (59) étant sensiblement parallèles l’une à l’autre.
Heating device for an exhaust gas purification device, the heating device (19) comprising a heating element (20) of an electrically conductive material permeable to the exhaust gas, delimited by a peripheral edge (33) divided into a first arcuate edge (45) and a second arcuate edge (47), the heating element (20) having a succession of slots (49.1 to 49.8) extending substantially in a longitudinal direction (L), the slots (49.1 at 49.8) defining an S-shaped path through the heating element (20),
the slots (49.1 to 49.8) delimiting in the heating element (20) a succession of longitudinal branches (51.1 to 51.9) connected to each other by elbows (53.1 to 53.8) and offset transversely relative to each other,
a first of the slots (49.1), located at a first transverse end of the succession of slots, having a first proximal end part (55.1) opening at the level of the first arcuate edge (45) and having a first distal end part (57.1) extending directly opposite a portion (59) of the second arcuate edge (47), the first distal end portion (57.1) and said portion (59) being substantially parallel to the one to another.
Dispositif de chauffage selon la revendication 1, dans lequel une première des branches (51.1) est délimitée entre la première fente (49.1) et le bord périphérique (33), un segment (61.1) de la première branche (51.1) délimité entre la première partie d’extrémité distale (57.1) de la première fente (49.1) et la portion (59) du second bord arqué (47) étant sensiblement de largeur constante.Heating device according to Claim 1, in which a first of the branches (51.1) is delimited between the first slot (49.1) and the peripheral edge (33), a segment (61.1) of the first branch (51.1) delimited between the first distal end portion (57.1) of the first slot (49.1) and the portion (59) of the second arcuate edge (47) being substantially of constant width. Dispositif de chauffage selon la revendication 1 ou 2, dans lequel une deuxième des fentes (49.2), voisine de la première fente (49.1) dans la succession de fentes, délimite, avec la première fente (49.1), une deuxième des branches (51.2), la deuxième fente (49.2) présentant une deuxième partie d’extrémité proximale (55.2) débouchant au niveau du second bord arqué (47) et une première partie intermédiaire arquée (65.2) s’étendant directement en vis-à-vis de la première partie d’extrémité distale (57.1), la première partie intermédiaire arquée (65.2) et la première partie d’extrémité distale (57.1) étant sensiblement parallèles l’une à l’autre.Heating device according to Claim 1 or 2, in which a second of the slots (49.2), adjacent to the first slot (49.1) in the succession of slots, delimits, with the first slot (49.1), a second of the branches (51.2 ), the second slot (49.2) having a second proximal end part (55.2) opening at the level of the second arcuate edge (47) and a first arcuate intermediate part (65.2) extending directly opposite the first distal end portion (57.1), the first arcuate intermediate portion (65.2) and the first distal end portion (57.1) being substantially parallel to each other. Dispositif de chauffage selon la revendication 3 ou 4, dans lequel la deuxième partie d’extrémité proximale (55.2) forme, avec la direction longitudinale (L), un premier angle (α1) compris entre 30° et 60°.Heating device according to Claim 3 or 4, in which the second proximal end part (55.2) forms, with the longitudinal direction (L), a first angle (α1) comprised between 30° and 60°. Dispositif de chauffage selon l’une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel une troisième des fentes (49.3), voisine de la deuxième fente (49.2) dans la succession de fentes, délimite, avec la deuxième fente (49.2), une troisième des branches (51.3), la troisième fente (49.3) présentant une troisième partie d’extrémité proximale (55.3) débouchant au niveau du premier bord arqué (45) et une deuxième partie intermédiaire arquée (65.3) s’étendant directement en vis-à-vis de la première partie intermédiaire arquée (65.2), la deuxième partie intermédiaire arquée (65.3) et la première partie intermédiaire arquée (65.2) étant sensiblement parallèles l’une à l’autre.Heating device according to any one of Claims 3 to 5, in which a third of the slots (49.3), adjacent to the second slot (49.2) in the succession of slots, delimits, with the second slot (49.2), a third branches (51.3), the third slot (49.3) having a third proximal end part (55.3) opening at the level of the first arcuate edge (45) and a second arcuate intermediate part (65.3) extending directly opposite - screw of the first arcuate intermediate part (65.2), the second arcuate intermediate part (65.3) and the first arcuate intermediate part (65.2) being substantially parallel to each other. Dispositif de chauffage selon la revendication 6, dans lequel la troisième fente (49.3) présente une troisième partie d’extrémité distale (57.3) formant, avec la direction longitudinale (L), un deuxième angle (α2) compris entre 5° et 30°.Heating device according to Claim 6, in which the third slot (49.3) has a third distal end part (57.3) forming, with the longitudinal direction (L), a second angle (α2) comprised between 5° and 30° . Dispositif de chauffage selon la revendication 6 ou 7, dans lequel la troisième partie d’extrémité proximale (55.3) forme, avec la direction longitudinale (L), un troisième angle (α3) compris entre 15° et 45°.Heating device according to Claim 6 or 7, in which the third proximal end part (55.3) forms, with the longitudinal direction (L), a third angle (α3) comprised between 15° and 45°. Dispositif de chauffage selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’élément chauffant (20) présente une forme symétrique par rapport à un centre géométrique (C) dudit élément chauffant (20).A heating device according to any preceding claim, wherein the heating element (20) has a symmetrical shape with respect to a geometric center (C) of said heating element (20). Dispositif de chauffage selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins une des fentes (49.1 à 49.8) présente une extrémité distale (57.1 à 57.8) élargie, de préférence la troisième des fentes (49.3) dans la succession de fentes présente une extrémité distale (57.3) élargie.Heating device according to any one of the preceding claims, in which at least one of the slots (49.1 to 49.8) has a widened distal end (57.1 to 57.8), preferably the third of the slots (49.3) in the succession of slots present an enlarged distal end (57.3). Dispositif de purification de gaz d’échappement, comprenant :
- une enveloppe externe (15) ;
- un organe de purification du gaz d’échappement (17) placé dans l’enveloppe externe (15);
- un dispositif de chauffage (19) selon l’une quelconque des revendications précédentes, l’élément chauffant (20) étant disposé dans l’enveloppe externe (15), des premier et second organes d’alimentation électrique (35, 37) étant raccordés au bord périphérique (33) de l’élément chauffant (20).
Exhaust gas purification device, comprising:
- an outer casing (15);
- an exhaust gas purification unit (17) placed in the outer casing (15);
- a heating device (19) according to any one of the preceding claims, the heating element (20) being arranged in the outer casing (15), first and second electrical supply members (35, 37) being connected to the peripheral edge (33) of the heating element (20).
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