FR3132407A3 - Dispositif chauffant à des fins de zootechnie, notamment pour l’aviculture - Google Patents

Abstract

Dispositif chauffant à des fins de zootechnie, notamment pour l’aviculture, comprenant un support muni d’éléments chauffants sous forme de résistances électriques, caractérisé en ce que ledit support chauffant est un circuit imprimé comprenant, intégrées dans le circuit, des pistes électriquement conductrices d’une résistance électrique prédéterminée, de manière à être susceptible de générer de la chaleur lorsqu’elles sont soumises au passage d’un courant électrique, un ensemble de circuits de contrôle du courant électrique alimenté le long desdites pistes et une sonde de température associé de manière fonctionnelle aux circuits de contrôle pour le réglage de la chaleur générée par le circuit imprimé. Figure 1

Description

Dispositif chauffant à des fins de zootechnie, notamment pour l’aviculture

La présente invention concerne un dispositif chauffant à des fins de zootechnie, notamment pour l’aviculture, et présentant les caractéristiques indiquées en préambule de la revendication principale n° 1.

Dans le domaine technique spécifique auquel l’invention s’applique, il y a différents dispositifs chauffants sous forme de plaques équipées d’éléments chauffants et qui émettent de la chaleur pour réchauffer de façon efficace les animaux qui se trouvent à proximité de la plaque.

Il s’agit généralement d’une plaque chauffante pour des poussins, équipée de pieds réglables en hauteur, visant à accueillir les poussins en-dessous pour les réchauffer de façon artificielle, à l’instar d’une poule. Ce type de plaque s’avère particulièrement efficace, par exemple, pour réchauffer les poussins tout juste sortis de la couveuse et leur offrir les meilleures conditions environnementales pour leur croissance et leur survie.

Ces plaques chauffantes, de façon générale, sont utilisées dans différents domaines zootechniques, en particulier l’aviculture, et notamment pour l’élevage de volaille, mais elles peuvent aussi être utilisées dans d’autres domaines connexes, notamment pour les animaux domestiques, de compagnie et les reptiles.

Traditionnellement, ces dispositifs sont constitués d’éléments chauffants sous forme de résistances électriques fixées, par exemple à l’aide de vis, d’attaches ou de bande adhésive, à des plaques réalisées dans un matériau suffisamment résistant. Sur ces supports, sont également fixés les circuits de contrôle et, le cas échéant, une sonde de température. Par ailleurs, les dispositifs existants permettent généralement d’alimenter la logique du circuit de contrôle par une source d’énergie différente de celle prévue pour le circuit électrique constitué de résistances électriques chauffantes. Par exemple, le circuit électrique est alimenté par un courant alternatif de 230 volts, tandis que la logique de contrôle est alimentée par un courant continu, par exemple une tension de 5 volts. Ce choix nécessite en général de prévoir une isolation spécifique et séparée du réseau et de l’alimentation de la logique de contrôle.

Un des objectifs principaux de la présente invention consiste à proposer un dispositif chauffant intelligemment simplifié par rapport aux solutions existantes, pour un système de fabrication et d’assemblage des composants plus simple, plus rapide, mais tout aussi efficace, qui limite les coûts et qui permet un meilleur contrôle et réglage d’un point de vue opérationnel.

Cet objectif, ainsi que ceux qui seront plus explicitement exposés par la suite, sont réalisés par l’invention grâce à un dispositif chauffant réalisé conformément aux revendications indiquées.

Description de l’invention

Selon un premier aspect de l’invention, un dispositif chauffant à des fins de zootechnie, notamment pour l’aviculture, comprend un support muni d’éléments chauffants sous forme de résistances électriques, dans lequel le support chauffant est un circuit imprimé comprenant, intégrées dans le circuit, des pistes électriquement conductrices d’une résistance électrique prédéterminée, de manière à être susceptible de générer de la chaleur lorsqu’elles sont soumises au passage d’un courant électrique, un ensemble de circuits de contrôle du courant électrique alimenté le long desdites pistes et une sonde de température associé de manière fonctionnelle aux circuits de contrôle pour le réglage de la chaleur générée par le circuit imprimé.

Conformément à une autre caractéristique de l’invention, le circuit imprimé est configuré pour alimenter avec la même tension et un courant continu les pistes conductrices pour la production de chaleur et les circuits de contrôle.

De préférence, la tension qui alimente le circuit imprimé est égale à 15 volts.

Dans une forme de réalisation, un module de communication est en outre intégré au circuit imprimé et est configuré pour fonctionner avec la technologie NFC (Near Field Communication).

De préférence, le module de communication est associé de manière fonctionnelle aux circuits de contrôle pour un réglage à distance de la température induite par la chaleur générée par le circuit imprimé.

Dans une forme de réalisation, le circuit imprimé est configuré pour un réglage à distance de la température à distance via une application logicielle installée sur un dispositif externe de type mobile, de préférence unsmartphone.

Dans une forme de réalisation, le circuit imprimé est réalisé sur un support planiforme isolant en vétronite et de couleur sombre, de préférence noir.

Dans une forme de réalisation, les pistes conductrices sont disposées sur le circuit imprimé avec une densité surfacique variable pour produire de la chaleur de façon sélectivement différenciée, au niveau de parties de surface respectives et distinctes du circuit imprimé.

De préférence, le circuit imprimé a une conformation quadrilatérale.

Dans une forme de réalisation, le dispositif chauffant comprend un châssis de support du circuit imprimé muni de pieds réglables en hauteur pour régler la distance du circuit imprimé par rapport à la surface d’appui au sol du dispositif.

De préférence, le châssis comprend un cadre à contour fermé, le long des côtés duquel le circuit imprimé est contraint.

De préférence, sur les côtés dudit cadre sont prévus des appendices faisant saillie du contour du cadre pour supporter le circuit imprimé.

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention seront mis en avant par la description détaillée qui suit, à savoir celle d’un exemple privilégié de développement, à titre indicatif non limitatif, en référence aux dessins suivants :

la est une vue en perspective d’un dispositif chauffant réalisé conformément à l’invention,

les figures 2 et 3 constituent des vues en perspective, en coupe partielle, du dispositif représenté par la ,

la est une vue de dessus latérale du dispositif représenté par les figures précédentes,

la est une vue en coupe selon une ligne V-V de la ,

les figures 6 et 7 sont des vues en plan et en perspective d’un élément du dispositif représenté par les figures précédentes,

la est une vue en plan schématique d’une variante de l’élément spécifique de la .

Description détaillée de l’invention

Conformément aux figures susmentionnées, un dispositif chauffant réalisé conformément à la présente invention est désigné collectivement par 1.

Le dispositif 1 peut être utilisé principalement, quoi que de façon non exclusive, dans le secteur de l’élevage d’espèces avicoles, notamment les poussins, secteur auquel il sera fait référence par la suite sans perte de généralité.

Le dispositif chauffant 1 comprend un support muni d’éléments chauffants sous forme de résistances électriques, lequel est monté sur un châssis 2 muni de pieds 3 réglables en hauteur afin de régler la distance du support par rapport au sol sur lequel le dispositif est installé. Ainsi, il est possible de régler l’espace sous le support accueillant les poussins, tout en réglant la hauteur par rapport au sol, au fur et à mesure qu’ils grandissent.

Dans l’exemple donné, quatre pieds 3 sont prévus, disposés à la verticale d’un cadre 4, de forme quadrilatérale par rapport au châssis 2.

Chaque pied 3 a une conformation de tige allongée le long d’une direction axiale principale, laquelle est guidée pour s’insérer dans un socle passant 5 à travers une formation tubulaire 6 respective au niveau du châssis 2. Elle peut, le cas échéant, être fixée au socle, une fois la position souhaitée obtenue, par exemple au moyen de systèmes et contre-systèmes d’arrêt installés sur la tige et au niveau du socle.

Dans une forme de réalisation, les systèmes et contre-systèmes d’arrêt peuvent comprendre une indentation prévue longitudinalement sur la tige et dont les dents sont susceptibles d’enclencher un système d’arrêt au niveau du socle correspondant. L’élément d’arrêt est monté sur une languette élastique souple pour garantir le verrouillage unilatéral du pied. Il en résulte une fixation à encliquetage élastique pour le verrouillage et le déverrouillage relatifs entre chaque pied et le socle coulissant correspondant.

Conformément à l’une des principales caractéristiques de l’invention, le support chauffant est un circuit imprimé, collectivement décrit par 7, constitué d’un élément principal planiforme en matériau isolant, de préférence de la vétronite, d’une fine épaisseur définie entre les couches 7a, 7b qui se font face.

Le circuit imprimé 7, aussi connu dans le secteur technique de référence des circuits électroniques par l’acronyme anglais PCB (Printed Circuit Board), comprend, intégrés au circuit en question, des pistes 8 électriquement conductrices, d’une résistance électrique prédéfinie, de manière à générer de la chaleur lorsqu’elles sont soumises au passage du courant électrique, des circuits 9 de contrôle du courant électrique, alimentés le long des pistes 8 et une sonde 10 de température associée de manière fonctionnelle aux circuits 9 pour régler la chaleur produite par le circuit imprimé.

Le circuit imprimé 7 est à face simple, et la couche de matériau conducteur, de préférence du cuivre, sur laquelle sont disposées les pistes 8 est reliée d’un seul côté, sur une seule face du circuit, face qui dans l’exemple donné est indiquée par la référence 7a.

Sur la face 7a, sont également présents ou branchés tous les éléments électroniques du circuit imprimé, tandis que la surface de la face 7b opposée est entièrement tournée vers le matériau isolant du circuit imprimé, tout en restant complètement isolée du circuit et des composants électroniques du circuit imprimé.

Pour réaliser les pistes, des techniques conventionnelles sont utilisées. Par exemple, il est possible de recourir à la technique dite de soustraction : en partant d’une surface entièrement couverte de cuivre, la quantité minimale nécessaire pour réaliser le circuit électrique est retirée, de façon à pouvoir disposer également, entre deux pistes, d’une surface (même minime) en cuivre qui puisse accumuler et diffuser la chaleur de façon plus uniforme. Cette technique peut être mise en œuvre avec des systèmes d’usinage mécanique ou par des moyens chimiques grâce à l’utilisation de substances chimiques capables de retirer le cuivre qui n’a pas été préalablement recouvert d’une pellicule de protection appropriée ; le cuivre protégé par la pellicule, qui n’est pas attaqué, reste sur le support isolant pour former les pistes et les raccordements nécessaires pour relier les différents composants.

Le montage du circuit imprimé 7 sur le châssis 2 prévoit que la face 7b du circuit imprimé soit celle tournée vers la surface d’appui au sol du dispositif. Il s’agit de la face en contact avec l’animal qui vient se placer en-dessous du support chauffant. La face opposée 7a du circuit, concernant les pistes et les composants électroniques, est en revanche protégée, sur son côté externe, par une paroi 11 qui surplombe le châssis et qui est reliée aux quatre côtés du cadre 4 au moyen de panneaux latéraux respectifs, tous indiqués par le chiffre 12, ladite paroi 11 étant maintenue à distance de la face 7a du circuit imprimé, comme clairement indiqué par les figures 2 et 3.

Pour le support du circuit imprimé 7 au niveau du châssis 2, plusieurs appendices 13 sont prévus, lesquels dépassent du cadre 4 et reviennent vers l’intérieur, écartés l’un de l’autre le long du cadre, de sorte à définir des zones localisées d’appui pour le circuit imprimé.

Les appendices 13 sont disposés le long d’une rainure 14 qui court le long des quatre côtés du profil du cadre 4. La configuration de la rainure 14 est telle que le bord périphérique du circuit imprimé, lorsqu'elle est montée sur le cadre supporté par les appendices, est positionné à l'embouchure de la rainure. Cette configuration permet de soutenir le circuit imprimé 7 sur le châssis 2 tout en obtenant une étanchéité le long du profil périphérique, par exemple en comblant la rainure 14 de produit d’étanchéité, notamment à base de silicone. La fixation étanche permet de protéger la face 7a du circuit imprimé des salissures auxquelles le dispositif est soumis pendant son utilisation.

15 désigne un couvercle fixé au sommet de la paroi 11, qui repose sur le châssis 2 le long des bords du cadre 4 et est maintenu en place par des formations tubulaires 6. Le couvercle est constitué d’ailettes inclinées convergeant vers une zone centrale sommitale, de manière à créer une sorte de goulotte permettant d’empêcher l’animal de venir se placer debout sur le dispositif. Le couvercle protège en outre le châssis 2 sous-jacent des salissures. Puisqu’il est amovible, les opérations de lavage et de nettoyage du châssis en sont considérablement simplifiées.

Conformément aux figures 6 et 7, le circuit imprimé 7 est de configuration quadrilatérale sur le plan, de préférence rectangulaire. Dans une forme de réalisation, il est préférable d’opter pour une configuration rectangulaire avec des bords de 250 mm et 200 mm respectivement.

La surface de la face 7a est occupée principalement par les pistes 8. Dans cet exemple de réalisation, la conception des pistes est prévue pour avoir une forme de bobine avec des boucles définies par une séquence de sections droites de pistes côte à côte, parallèles les unes aux autres et au côté le plus court du plan rectangulaire, qui sont reliées les unes aux autres près des côtés les plus longs du plan rectangulaire. L’ensemble des pistes 8 ainsi réparties constitue le conducteur électrique, dont les extrémités opposées, indiquées par 8a et 8b sont reliées électriquement aux circuits 9, pour induire le long du conducteur un flux de courant électrique. En raison de la résistance électrique qui varie en fonction des pistes conductrices, la puissance dissipée est transformée en chaleur, de manière à obtenir l’effet chauffant désiré.

Au niveau des circuits 9, qui peuvent comprendre selon les besoins un processeur, est mise en œuvre la logique de contrôle du circuit imprimé 7 qui permet de contrôler, de façon générale, le flux de courant qui alimente les pistes conductrices 8.

De préférence, le circuit imprimé 7 est configuré pour alimenter avec la même tension et un courant continu les pistes conductrices 8 pour la production de chaleur et les circuits de contrôle 9.

De manière pratique, la tension avec laquelle le circuit imprimé 7 est alimenté est choisie pour être de 15 volts.

Il est également prévu au niveau du circuit imprimé 7 un connecteur 16 pour l’arrivée de l’alimentation électrique.

Dans une forme de réalisation, la logique de contrôle peut prévoir que les phases d’allumage (ON) du circuit, lorsque les pistes sont alimentées en électricité, alternent avec des phases de mise hors tension (OFF) du circuit, lorsque l’alimentation électrique des pistes est interrompue. Il est ainsi possible de configurer à la logique de contrôle une unité de temps ou une période temporelle (par exemple de l’ordre d’une ou plusieurs secondes) au cours desquelles se succèdent l’allumage pour une durée déterminée (% allumé - ON) et la mise hors tension pour le reste de cette durée (% éteint - OFF). À titre d’exemple uniquement, il est possible de prévoir que dans l’unité de temps prédéfinie, le système soit allumé pendant 60 % du temps, et éteint pendant les 40 % du temps restant.

En mesurant la température grâce à la sonde 10, il est par ailleurs possible de définir via la logique de contrôle la température en fonction d’une valeur seuil de température mémorisée par le processeur des circuits 9. Ainsi, la chaleur produite par le circuit imprimé peut être réglée via le contrôle de la température.

La logique de fonctionnement consiste à faire varier le temps de « ON » et de « OFF » en fonction du seuil de température défini.

Dans une forme de réalisation, un module de communication 17 est intégré ultérieurement au circuit imprimé 7. Il permet de fonctionner avec la technologie NFC (Near Field Communication). Ledit module de communication 17 est associé de manière fonctionnelle aux circuits de contrôle 9 pour un réglage à distance de la température induite par la chaleur que génère le circuit imprimé. Le réglage à distance de la température est possible grâce à une application qui peut être installée sur un dispositif extérieur de type mobile, de préférence unsmartphone.

Grâce au module 17 NFC, il est possible de définir, à courte distance et sans raccordement électrique, la valeur du seuil de température, soit la valeur maximale de la température que l’on souhaite atteindre par effet de la chaleur répartie sur le circuit imprimé. Sur la base de cette valeur, la logique de contrôle est configurée pour définir et vérifier de façon adéquate les phases d’allumage et de mise hors tension du circuit, et ce afin de maintenir le circuit imprimé à la température voulue.

Sous une forme exploitable du dispositif sans module NFC, la valeur du seuil de température est prédéfinie et imposée par le constructeur sur le site de fabrication du circuit imprimé. Si le module NFC est présent, la valeur seuil de la température peut au contraire être réglée, notamment via une application (App), comme indiqué précédemment.

Dans ces deux versions, la logique de contrôle est configurée pour vérifier en permanence la différence entre la valeur seuil et la température effective relevée par la sonde 10 de température. En fonction de l’écart relevé, la logique agit pour déclencher ou interrompre l’alimentation électrique des pistes chauffantes. Ce contrôle peut être facilement mis en place par technologie analogique grâce à un amplificateur opérationnel configuré comme comparateur à hystérésis. De façon alternative, dans la version numérique, l’écart est relevé par un microprocesseur après conversion des grandeurs analogiques au format numérique.

Afin de maximiser le pouvoir rayonnant, il est prévu que le support planiforme isolant du circuit imprimé 7, par exemple en vétronite, soit réalisé dans une couleur sombre, de préférence du noir.

Par ailleurs, il est possible de prévoir une conception des pistes conductrices dans laquelle les pistes sont disposées sur le circuit imprimé avec une densité surfacique différenciée, et ce afin de générer de la chaleur de façon différenciée, au niveau de parties de surface respectives et distinctes du circuit imprimé.

À ce propos, la indique de manière schématique une variante réelle de la conception des pistes, dans laquelle la face 7a rectangulaire est subdivisée en quatre secteurs de configuration relativement triangulaire. Pour chaque secteur, les pistes sont placées côte à côte dans une disposition progressivement plus dense à mesure que l'on se déplace du centre vers la périphérie correspondante du circuit. Afin de simplifier la représentation, cette possibilité est représentée, de façon schématique par un seul des secteurs qui composent la conception des pistes conductrices. Il est évident qu’en positionnant les pistes sur plusieurs lignes ou rangées, il est possible de différencier l’émission de chaleur en fonction des zones superficielles du circuit et d’autres zones, en fonction du profil de température souhaité. Une distribution des pistes avec une densité différenciée peut permettre de diriger ou de concentrer la chaleur produite dans certaines zones ou, de façon alternative, doit permettre d’obtenir une meilleur uniformité de température pour toute l’amplitude surfacique du circuit imprimé, équilibrant l’émission différenciée de chaleur par exemple dans la zone centrale du circuit imprimé avec les zones latérales périphériques de celui-ci.

L’invention réalise ainsi les objectifs proposés tout en offrant de nombreux avantages par rapport aux solutions existantes.

Un avantage majeur dans le fait que grâce à l’invention, et en installant le système chauffant sur le circuit imprimé, il est possible d’utiliser le circuit imprimé lui-même comme support rayonnant et d’y intégrer des composants de contrôle ou la sonde de température. Cette solution rend le système chauffant substantiellement plus simple, limite les coûts, mais garantit une efficacité égale voire supérieure, tout en offrant un contrôle et un réglage améliorés d’un point de vue fonctionnel.

Le dispositif chauffant de l’invention offre en outre une meilleure efficacité grâce à un meilleur rayonnement, essentiellement dû à la coloration noire, par rapport aux solutions réalisées en mode « classique », par exemple avec une couleur argentée.

Le dispositif de l’invention offre par ailleurs l’avantage de chauffer très rapidement, atteignant en quelques minutes des températures dites de « confort » pour les poussins.

Au cours des tests comparatifs menés par le Demandeur, dans le cas de l’élevage de poussins, il a été montré que les poussins, dans 100 % des cas, préféraient se tenir sous le dispositif chauffant de l’invention plutôt que sous celui des dispositifs existants.

Par ailleurs, le dispositif chauffant de l’invention a l’avantage de ne pas nécessiter l’isolation électrique de la logique de contrôle par rapport au circuit chauffant. En effet, tous deux fonctionnent en basse tension (soit 15 volts en courant continu fournis par l’alimentation qui, en fonction de sa nature, est déjà dotée d’une isolation galvanique entre la tension du réseau et celle qui alimente le dispositif).

Claims (12)

1. Dispositif chauffant (1) à des fins de zootechnie, notamment pour l’aviculture, comprenant un support muni d’éléments chauffants sous forme de résistances électriques, caractérisé en ce que ledit support chauffant est un circuit imprimé (7) comprenant, intégrées dans le circuit, des pistes (8) électriquement conductrices d’une résistance électrique prédéterminée, de manière à être susceptible de générer de la chaleur lorsqu’elles sont soumises au passage d’un courant électrique, un ensemble de circuits (9) de contrôle du courant électrique alimenté le long desdites pistes (8) et une sonde (10) de température associée de manière fonctionnelle aux circuits de contrôle pour le réglage de la chaleur générée par le circuit imprimé (7).
2. Dispositif chauffant (1) selon la revendication 1, dans lequel le circuit imprimé (7) est configuré pour alimenter avec la même tension et un courant continu les pistes (8) conductrices pour la production de chaleur et les circuits (9) de contrôle.
3. Dispositif chauffant (1) selon la revendication 2, dans lequel la tension qui alimente le circuit imprimé (7) est égale à 15 volts.
4. Dispositif chauffant (1) selon une ou plusieurs des revendications précédentes, dans lequel un module de communication (17) est en outre intégré au circuit imprimé (7) et est configuré pour fonctionner avec la technologie NFC (Near Field Communication).
5. Dispositif chauffant (1) selon la revendication 4, dans lequel ledit module de communication (17) est associé de manière fonctionnelle aux circuits (9) de contrôle pour un réglage à distance de la température induite par la chaleur générée par le circuit imprimé (7).
6. Dispositif chauffant (1) selon la revendication 5, dans lequel le circuit imprimé (7) est configuré pour un réglage de la température à distance via une application logicielle installée sur un dispositif extérieur de type mobile, de préférence unsmartphone.
7. Dispositif chauffant (1) selon une ou plusieurs des revendications précédentes, dans lequel le circuit imprimé (7) est réalisé sur un support planiforme isolant en vétronite et de couleur sombre, de préférence noir.
8. Dispositif chauffant (1) selon une ou plusieurs des revendications précédentes, dans lequel lesdites pistes (8) électriquement conductrices sont disposées sur le circuit imprimé (7) avec une densité surfacique variable pour produire de la chaleur de façon sélectivement différenciée au niveau de parties de surface respectives et distinctes du circuit imprimé (7).
9. Dispositif chauffant (1) selon une ou plusieurs des revendications précédentes, dans lequel le circuit imprimé (7) a une conformation quadrilatérale.
10. Dispositif chauffant (1) selon une ou plusieurs revendications précédentes, comprenant un châssis (2) de support du circuit imprimé (7) muni de pieds (3) réglables en hauteur pour régler la distance du circuit imprimé (7) par rapport à la surface d’appui au sol du dispositif (1).
11. Dispositif chauffant (1) selon la revendication 10, dans lequel ledit châssis (2) comprend un cadre (4) à contour fermé, le long des côtés duquel le circuit imprimé (7) est contraint.
12. Dispositif chauffant (1) selon la revendication 11, dans lequel sur les côtés dudit cadre (4) sont prévus des appendices (13) faisant saillie du contour du cadre pour supporter le circuit imprimé (7).