WO2006040476A1 - Element chauffant, notamment destine aux bouilloires - Google Patents

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WO2006040476A1
WO2006040476A1 PCT/FR2005/002524 FR2005002524W WO2006040476A1 WO 2006040476 A1 WO2006040476 A1 WO 2006040476A1 FR 2005002524 W FR2005002524 W FR 2005002524W WO 2006040476 A1 WO2006040476 A1 WO 2006040476A1
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heating
diffusion plate
plate
thickness
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Laurent Guegan
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Seb S.A.
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    • H05B3/78—Heating arrangements specially adapted for immersion heating
    • H05B3/82—Fixedly-mounted immersion heaters

Definitions

  • the present invention relates to the field of shielded type heating elements where a resistive wire is housed in a metal tube surrounded by an insulator such as magnesia.
  • the present invention relates in particular to such elements in their application to so-called "hidden" heating bottoms for electric cooking appliances such as a kettle, coffee maker, or simmer-type cooking appliances, steam cookers, etc.
  • the present application is directed to also the realization of such heating funds.
  • the heating elements and the associated heating bottoms fitted to the irons and the steam generators are also within the scope of the present invention.
  • the thermal contact may not be satisfactory, and on the other hand the cost remains fairly high.
  • One of the aims of the present invention is the production of a heating base for electrical appliances having a heating element which has a very good heat transfer between the heating element and the heating base, and which has a significant reduction in manufacturing costs.
  • a heating element for electrical apparatus comprising a hollow metal shell made of a good thermal conductor material, such as aluminum or copper, inside which is housed a resistive wire surrounded by insulation, said wire that can be supplied with electric current, characterized in that the metal casing has an extension extending in a plane and constituting a thermal diffusion plate.
  • the present invention proposes to remove the thermal diffuser as a discrete component, by integrating it in the casing of the heating element, achieving a perfect thermal contact between these two elements.
  • the hollow metal shell will thus be made of a good thermal conductive material, such as aluminum or copper or an alloy comprising one of these materials. This condition is all the more necessary as the material to which the heating element and its diffuser will be attached is poor conductor of heat.
  • the latter in order to confer a certain mechanical strength to the thermal diffusion plate, the latter will advantageously have a thickness greater than 0.5 mm.
  • the heating element is of substantially circular initial section, of outside diameter D, and the extension, constituting the diffusion plate, has a width L at least equal to 1.5 times the outer diameter D.
  • the diffusion plate has a real effect only if it extends over a significant width, in relation to the initial diameter of the heating element.
  • the heating element is U-shaped or C-shaped and the surface of the diffusion plate is at least 40% of the area circumscribed inside the heating element, so that this surface fully plays its role of thermal diffusion.
  • the thermal diffusion plate is derived from a mechanical deformation of an extra thickness formed in the hollow metal shell.
  • This mechanical deformation such as stamping, is an easily automated operation and which, incidentally, is already one of the manufacturing steps of the heating elements of the aforementioned type. By thus changing the starting profile having more material, it is thus possible to achieve this thermal diffusion plate.
  • the profile of the envelope can be of different shapes.
  • An original configuration is in an elliptical shape, such as a suppository, the outer profile of the casing and circular inner profile for housing the resistive wire, the most important axis of the ellipse being horizontal. On this axis is housed the surplus material for the realization of the diffuser. The material is thus "driven" horizontally, on both sides of the heating element, which allows to cover a large area. In addition, this symmetrical shape simplifies the compression step.
  • Another configuration can be used. It consists of a tubular shape of the hollow metal shell, the latter having a base constituting the surplus of material for producing the thermal diffusion plate.
  • the base allows a good support of the compression tool.
  • the metal casing is initially circular with a constant thickness of its thickness.
  • the profile remains in a standard configuration, only the thickness of the envelope is slightly larger. Preferably, this thickness will be at least 2 mm.
  • the mechanical deformation that follows then allows a flow of material from the thickness of the metal envelope to the plane of extension of the material.
  • the envelope then has differences in thickness, the thickness being reduced at the extension plane constituting the diffusion plate.
  • the thermal diffusion plate is derived from a specific molding of the heating element casing.
  • This variant embodiment also allows the realization of an integrated diffuser, even if the cost of obtaining is slightly higher. It can also be envisaged to make the extrusion diffusion plate.
  • the present invention also aims to provide a heating subassembly for an electrical appliance, comprising a heating plate, one of the faces of which is in contact with a thermal diffusion plate of a heating element such that previously described.
  • the heating plate is a poor thermal conductor material, such as a stainless steel.
  • a thermal conductor material such as a stainless steel.
  • Such materials, especially stainless steel, are now commonly used in particular as a cooking surface for, inter alia, their resistance to corrosion and aging.
  • the heating element is attached to the solder plate. This technique is commonly used in the assembly of heating elements on heating fund and allows a good thermal contact.
  • the heating element can be attached to the heating plate by mechanical means, such as riveting.
  • the surface of the diffusion plate is advantageously at least equal to 65% of the surface of the heating plate, so that the heat transfer is substantially homogeneous on the heating plate.
  • FIG. 1 is a perspective view of an embodiment of an envelope of a heating element according to the invention
  • FIG. 2 shows a second embodiment of an envelope of a heating element according to the invention
  • FIG. 3 is a front view of an envelope of a heating element according to the embodiment shown in FIG. 2, as well as an illustration of the implementation of the invention,
  • FIG. 4 shows a perspective view of a heating element according to the first embodiment of the invention and a heating cup
  • FIG. 5 is a perspective view of the heating element according to the first embodiment of the invention assembled on a heating cup;
  • FIG. 6 is a bottom view of the heating element and its integrated diffuser; in the first embodiment of the invention,
  • FIG. 7 is a sectional view along A-A of Figure 6, slightly in perspective.
  • FIG. 8 shows a sectional view of a heating element according • the present invention, in an economic alternative embodiment.
  • the present invention relates to the production of a thermal diffuser integrated in a heating element.
  • the latter is a "shielded" type heating element comprising a hollow metal casing inside which is housed a heating resistive wire.
  • FIG. 1 represents such an envelope of a heating element, according to a first possible embodiment of the invention, in which the section of the hollow metal shell 2 is not cylindrical, as it is commonly made, but elliptical at level of the outer casing and cylindrical for the inner hollow part.
  • the inner cylinder thus has a diameter c.
  • the ellipse is characterized by its two axes, of length a and b.
  • the value of c is 9 mm
  • the value of a is 11 mm
  • the value of b is 18 mm.
  • the present envelope has a surplus of material located on its lateral parts, according to the provision presented in FIG. 1.
  • Figures 2 and 3 show a second embodiment of the invention, wherein the profile presented by the casing 20 is generally circular in shape, outer diameter e and inner diameter d.
  • the tubular casing 20 has a base 21, such as a base.
  • the present casing by this base 21, thus has a surplus of material which will be used for the realization of the thermal diffuser during compression by a suitable tool.
  • this profile has a radius of curvature of the base h of the order of 6 mm, the width of the base g is 17 mm.
  • the excess thickness f at the base is of the order of 1 mm.
  • the heating element comprises a resistive wire 5 centered in the hollow part of the metal casing, said wire being surrounded by insulator 7, as can be clearly seen in FIG.
  • This insulator is preferably an inorganic insulator, for example an oxide such as magnesia, alumina or zirconia. Boron nitride can also be used.
  • the heating element 4 also comprises two sealing beads 6 through which two electrical connection rods 8 emerge. The first steps in producing the heating element follow a conventional procedure of disposing the heating resistive wire, magnesia and capping beads in the shell.
  • the heating element and its diffuser are associated with a heating base for the realization of an electric kettle.
  • the flat thermal diffusion zone 10 is folded at its periphery to produce a skirt 12 which will cap the heating base 1.4 of a heating cup 16.
  • the profile of the heating element can already be provided with a plane thermal diffusion zone, before the steps of producing the heating element, either from a stamping or from a specific molding.
  • FIG. 5 also shows spigots 18 for holding a thermal regulator. These pads can be made by the technique taught by the patent EP 0 895 828 in the name of the present applicant.
  • the excess material thus makes it possible, after creep, to obtain a relatively large flat surface, as shown in FIGS. 4 to 7.
  • the material has been able to be spread over more than 30 mm since the heating element itself. Its thickness is of the order of 1, 5 mm.
  • the surplus of material represents at least substantially the same mass as the material reasonably necessary for the production of a tabular envelope according to a conventional method.
  • the shape given to the diffuser depends on the configuration of the heating element vis-à-vis the heating background. In the case presented, it was chosen to favor the homogeneity of a specific area of the heating fund. Other configurations may of course be envisaged without departing from the scope of the invention. Thus, a star-shaped diffuser or having, for the present case where the heating element is in an arc, bridges of material between the branches of the heating element, is also possible.
  • the surface of the diffuser covers about 65% of the surface of the heating base, which allows the latter to have a good temperature homogeneity, avoiding hot spots too high. This good homogeneity is sufficient when the heating base is intended for a kettle where the relatively large convection movements make it possible to homogenize the temperature of the liquid.
  • the assembly of the heating element and its integrated diffuser on the heating bottom can be done by soldering, gluing, clinching, or, for cost reasons, by riveting or screwing. Other techniques may also be used, such as hot stamping.
  • the heating base is in the form of a cup 16 having a heating base 14 and a flange 19.
  • the heating bottom has a diameter of the order of 120 mm.
  • FIG. 8 shows a particularly economical embodiment where the heating element 40 comprises a metal envelope of circular section of diameter D, inside which is centered a resistive wire 50 surrounded by insulator 70.
  • the thickness of the metal shell which is greater than the usual thickness, in such a way that the surplus material thus produced allows creep, the realization of the diffusion plate.
  • the lower part of the envelope will flow on the sides to make the diffusion plate 100.
  • the thickness of the heating element will decrease at this point. level, while it remains constant on the upper part of the tube.
  • the diffusion plate 100 then has a thickness h, at least equal to 0.5 mm, and a width L at least equal to 1.5 times the initial diameter D of the tube.
  • the metal casing has a diameter D of 11 mm, for an initial thickness of 2 mm.
  • the diffusion plate 100 has a width of 18 mm.
  • the present invention avoids the use of a specific thermal diffuser by integrating the latter, either during the production of the shell of the heating element, or during the actual process of manufacturing the heating element .
  • the economic advantage is undeniable, and the thermal contact is excellent when the heating element is attached to a tank or a heating base.
  • the present invention finds its application in many devices, including liquid heaters: kettles, coffee makers, steamers, etc., but also devices like grills, barbecues, slow cookers.
  • the present application can also be used in water circulating coffee makers that use, coupled to a heating element, as shown, a water circulation tube.
  • a heating element as shown, a water circulation tube.
  • Such a subassembly is attached to a heating base that keeps the pitcher of the coffee maker warm. By disposing the excess material at the level of the heating element and of the water circulation tube, a creep of the material is then possible to achieve the present invention.
  • the subassembly may also have, before the realization of the heating element, a plane extension acting as thermal diffuser.

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Abstract

L'invention concerne un élément chauffant pour appareil électrique, comportant une enveloppe métallique creuse en un matériau bon conducteur thermique, tel l'aluminium ou le cuivre, à l'intérieur de laquelle est logé un fil résistif entouré d'isolant, ledit fil pouvant être alimenté en courant électrique, caractérisé en ce que l'enveloppe métallique présente une extension (10) s'étendant dans un plan et constituant une plaque de diffusion thermique.

Description

ELEMENT CHAUFFANT
La présente invention concerne le domaine des éléments chauffants de type blindés où un fil résistif est logé dans un tube métallique en étant entouré d'un isolant telle la magnésie. La présente invention est notamment relative à de tels éléments dans leur application à des fonds chauffants dits « cachés » pour appareils de cuisson électrique de type bouilloire, cafetière, ou appareils de cuisson de type mijoteurs, cuiseurs vapeur, etc.. La présente application vise également la réalisation de tels fonds chauffants. Les éléments chauffants et les fonds chauffants associés équipant les fers à repasser et les générateurs de vapeur entrent également dans le champ d'application de la présenté invention.
II est connu, dans de tels appareils, et notamment dans les bouilloires, l'utilisation d'une cuve en inox sur laquelle est rapporté, par brasage, un diffuseur en aluminium. Ce dernier comporte un élément chauffant tel que précédemment mentionné, également agencé par brasage.
Selon ce mode de réalisation, par les différentes étapes de brasage nécessaires, d'une part le contact thermique peut ne pas être satisfaisant, et d'autre part le prix de revient reste assez élevé.
Une amélioration de ce principe d'assemblage est proposée par le document GB 2 308 537 où le diffuseur possède une gorge de logement de l'élément chauffant, un resserrement de l'extrémité des parois de la gorge permettant la retenue de l'élément chauffant. Un brasage de l'élément chauffant dans la gorge est possible.
Si, certes, une telle disposition permet d'améliorer les contacts thermiques entre l'élément chauffant et le fond de cuisson, il n'en reste pas moins onéreux dans sa réalisation.
Un des buts de la présente invention est la réalisation d'un fond chauffant pour appareils électriques comportant un élément chauffant qui présente une très bonne transmission de chaleur entre l'élément chauffant et le fond chauffant, et qui présente une baisse significative des coûts de fabrication.
La présente invention est atteinte par un élément chauffant pour appareil électrique, comportant une enveloppe métallique creuse en un matériau bon conducteur thermique, tel l'aluminium ou le cuivre, à l'intérieur de laquelle est logé un fil résistif entouré d'isolant, ledit fil pouvant être alimenté en courant électrique, caractérisé en ce que l'enveloppe métallique présente une extension s'étendant dans un plan et constituant une plaque de diffusion thermique.
Ainsi, la présente invention se propose de supprimer le diffuseur thermique en tant que composant discret, en l'intégrant dans l'enveloppe de l'élément chauffant, réalisant un contact thermique parfait entre ces deux éléments.
L'enveloppe métallique creuse sera ainsi constituée en un matériau bon conducteur thermique, tel l'aluminium ou le cuivre ou un alliage comportant l'un de ces matériaux. Cette condition est d'autant plus nécessaire que le matériau sur lequel sera rapporté l'élément chauffant et son diffuseur est mauvais conducteur de chaleur.
Par ailleurs, afin de conférer une certaine tenue mécanique à la plaque de diffusion thermique, cette dernière présentera, avantageusement, une épaisseur supérieure à 0,5 mm.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, l'élément chauffant est de section initiale sensiblement circulaire, de diamètre extérieur D, et l'extension, constituant la plaque de diffusion, présente une largeur L au moins égale à 1 ,5 fois le diamètre extérieur D.
Un profil initial circulaire permet de limiter les frais d'investissement au niveau des machines pour la réalisation des éléments chauffants qui restent standards. Par ailleurs, il a été constaté que la plaque de diffusion n'apportait un réel effet que si elle s'étendait sur une largeur significative, en rapport avec le diamètre initial de l'élément chauffant. Selon un autre mode envisagé de réalisation de l'invention, l'élément chauffant est en forme de U ou de C et la surface de la plaque de diffusion est au moins égale à 40 % de la surface circonscrite à l'intérieur de l'élément chauffant, afin que cette surface joue pleinement son rôle de diffusion thermique.
Selon un mode préféré de mise en œuvre de l'invention, la plaque de diffusion thermique est issue d'une déformation mécanique d'une surépaisseur ménagée dans l'enveloppe métallique creuse.
Cette déformation mécanique, tel l'emboutissage, est une opération facilement automatisable et qui, d'ailleurs, constitue déjà une des étapes de fabrication des éléments chauffants du type précité. En changeant ainsi le profilé de départ présentant plus de matière, il est ainsi possible de réaliser cette plaque de diffusion thermique.
Le profil de l'enveloppe peut être de différentes formes. Une configuration originale se présente sous une forme elliptique, tel un suppositoire, du profil extérieur de l'enveloppe et de profil intérieur circulaire pour le logement du fil résistif, l'axe le plus important de l'ellipse étant horizontal. Sur cet axe est logé le surplus de matière pour la réalisation du diffuseur. La matière est ainsi « chassée » horizontalement, de part et d'autre de l'élément chauffant, ce qui permet de couvrir une surface importante. De plus, cette forme symétrique simplifie l'étape de compression.
Une autre configuration peut être utilisée. Elle consiste en une forme tubulaire de l'enveloppe métallique creuse, cette dernière présentant une embase constituant le surplus de matière pour la réalisation de la plaque de diffusion thermique. L'embase permet un bon appui de l'outil de compression.
Afin de rationaliser l'outil de production, avantageusement, l'enveloppe métallique est initialement circulaire en présentant une surépaisseur constante de son épaisseur. Le profil reste donc dans une configuration standard, seule l'épaisseur de l'enveloppe est légèrement plus importante. De préférence, cette épaisseur sera d'au moins 2 mm.
La déformation mécanique qui s'en suit permet alors un fluage de matière depuis l'épaisseur de l'enveloppe métallique, jusqu'au plan d'extension de la matière. L'enveloppe présente alors des différences d'épaisseur, l'épaisseur étant réduite au niveau du plan d'extension constituant la plaque de diffusion.
Selon un second mode de réalisation, la plaque de diffusion thermique est issue d'un moulage spécifique de l'enveloppe de l'élément chauffant. Cette variante de réalisation permet également la réalisation d'un diffuseur intégré, même si le coût d'obtention est légèrement plus élevé. Il peut également être envisagé de réaliser la plaque de diffusion par extrusion.
Par suite, la présente invention vise également la réalisation d'un sous- ensemble de chauffe pour un appareil électrique, comportant une plaque de chauffe dont l'une des faces est en contact avec une plaque de diffusion thermique d'un élément chauffant tel que précédemment décrit.
Selon une architecture préférée de mise en œuvre de l'invention, la plaque de chauffe est en un matériau mauvais conducteur thermique, tel un inox. De tels matériaux, notamment l'inox, sont maintenant couramment utilisés notamment en tant que surface de cuisson pour, entre autres, leur tenue à la corrosion et leur vieillissement.
De préférence, l'élément chauffant est rapporté sur la plaque de chauffe par brasure. Cette technique est couramment utilisée dans l'assemblage d'éléments chauffants sur fonds de chauffe et permet un bon contact thermique.
En variante plus économique, l'élément chauffant peut être rapporté sur la plaque de chauffe par des moyens mécaniques, tel le rivetage.
Selon l'un ou l'autre des modes de réalisation et de leurs variantes, la surface de la plaque de diffusion est avantageusement au moins égale à 65% de la surface de la plaque de chauffe, afin que le transfert thermique soit sensiblement homogène sur la plaque de chauffe.
D'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, en relation avec un exemple non limitatif de réalisation de la présente invention, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles :
- la figure 1 est une vue en perspective d'un mode de réalisation d'une enveloppe d'un élément chauffant selon l'invention,
- la figure 2 présente un second mode de réalisation d'une enveloppe d'un élément chauffant selon l'invention,
- la figure 3 est une vue de face d'une enveloppe d'un élément chauffant selon le mode présenté figure 2, ainsi qu'une illustration de la mise en oeuvre de l'invention,
- la figure 4 présente une vue en perspective d'un élément chauffant selon le premier mode de réalisation de l'invention et d'une coupelle de chauffe,
- la figure 5 est une vue en perspective de l'élément chauffant selon le premier mode de réalisation de l'invention assemblé sur une coupelle de chauffe, - la figure 6 est une vue de dessous de l'élément chauffant et de son diffuseur intégré, dans le premier mode de réalisation de l'invention,
- la figure 7 est une vue en coupe selon A-A de la figure 6, légèrement en perspective.
- la figure 8 présente une vue en coupe d'un élément chauffant selon • la présente invention, dans une variante économique de réalisation.
La présente invention vise la réalisation d'un diffuseur thermique intégré à un élément chauffant. Ce dernier est un élément chauffant de type « blindé » comportant une enveloppe métallique creuse à l'intérieur de laquelle est logé un fil résistif chauffant.
La figure 1 représente une telle enveloppe d'un élément chauffant, selon un premier mode possible de réalisation de l'invention, où la section de l'enveloppe métallique creuse 2 n'est pas cylindrique, comme il est couramment réalisé, mais elliptique au niveau de l'enveloppe extérieure et cylindrique pour la partie creuse intérieure. Le cylindre intérieur présente ainsi un diamètre c. L'ellipse est caractérisée par ses deux axes, de longueur a et b. A titre d'exemple, la valeur de c est de 9 mm, la valeur de a est de 11 mm et la valeur de b est de 18 mm. Ainsi, par rapport à une forme cylindrique, la présente enveloppe dispose d'un surplus de matière localisé sur ses parties latérales, selon la disposition présentée figure 1. Par cette expression « surplus de matière », il faut entendre un excédent de matière par rapport à ce que l'homme du métier serait amené à proposer pour la réalisation d'une enveloppe d'élément chauffant « blindé », dans un souci économique d'utiliser la juste quantité de matière pour les fonctions recherchées. En l'occurrence, l'homme du métier utilise couramment des enveloppes tubulaires présentant un diamètre extérieur tel a et un diamètre intérieur tel c.
D'autres profils de l'enveloppe tubulaire peuvent être utilisés, dès l'instant où ils présentent un surplus de matière permettant un fluage significatif de ladite matière sous contrainte afin de réaliser un diffuseur thermique.
Ainsi, les figures 2 et 3 montrent un second mode de réalisation de l'invention, où le profil présenté par l'enveloppe 20 est de forme générale circulaire, de diamètre extérieur e et de diamètre intérieur d. Toutefois, en partie basse, l'enveloppe tubulaire 20 dispose d'une embase 21 , tel un socle. Par rapport à une forme complètement tubulaire, qui présenterait un diamètre extérieur e, la présente enveloppe, par cette embase 21 , présente ainsi un surplus de matière qui servira à la réalisation du diffuseur thermique lors de la compression par un outil adapté.
A titre d'exemple, ce profil présente un rayon de courbure de l'embase h de l'ordre de 6 mm, la largeur de l'embase g est de 17 mm. Le surplus d'épaisseur f au niveau de l'embase est de l'ordre de 1 mm.
Tel qu'il est couramment utilisé dans le domaine, l'élément chauffant comporte un fil résistif 5 centré dans la partie creuse de l'enveloppe métallique, ledit fil étant entouré d'isolant 7, tel qu'il est bien visible figure 7. Cet isolant est préférentiellement un isolant minéral, par exemple un oxyde telle la magnésie, l'alumine ou la zircone. Le nitrure de bore peut également être utilisé. Tel qu'il est visible sur la figure 4, l'élément chauffant 4 comporte également deux perles de bouchage 6 au travers desquelles sortent deux tiges de connexion électrique 8. Les premières étapes de réalisation de l'élément chauffant suivent une procédure classique consistant à disposer le fil résistif chauffant, la magnésie et les perles de bouchage dans l'enveloppe.
Par la suite, selon l'invention, il est réalisé un fluage du surplus de matière par un écrasement approprié à l'aide d'une presse, tel qu'indiqué figure 3, où l'outil de compression 22, par sa forme appropriée, vient déformer, par les contraintes B générées, l'embase de l'enveloppe métallique de manière à créer une étendue plane 10 par un fluage, selon C, du surplus de matière 21 , qui remplira les fonctions de diffuseur thermique. Cette opération peut être éventuellement réalisée en même temps que le compactage de la magnésie.
Cette opération peut être suivie de finitions. Selon l'exemple de réalisation proposé, tel que présenté sur les figures 4 et 5, l'élément chauffant et son diffuseur sont associés à un fond chauffant pour la réalisation d'une bouilloire électrique. Ainsi, la zone plane de diffusion thermique 10 est pliée en sa périphérie pour réaliser une jupe 12 qui viendra coiffer le fond chauffant 1.4 d'une coupelle de chauffe 16.
En variante de réalisation, le profilé de l'élément chauffant peut déjà être pourvu d'une zone plane de diffusion thermique, avant les étapes de réalisation de l'élément chauffant, provenant soit d'un emboutissage, soit d'un moulage spécifique.
Sur la figure 5 sont également visibles des plots filés 18 pour la tenue d'un régulateur thermique. Ces plots peuvent être réalisés par la technique enseignée par le brevet EP 0 895 828 au nom du présent déposant.
Le surplus de matière permet ainsi, après fluage, d'obtenir une surface plane relativement importante, comme en témoignent les figures 4 à 7. Ainsi, selon l'exemple proposé, la matière a pu être étendue sur plus de 30 mm depuis l'élément chauffant à proprement parler. Son épaisseur est de l'ordre de 1 ,5 mm.
Pour donner un bon ordre d'idée, le surplus de matière représente au moins sensiblement la même masse que la matière raisonnablement nécessaire pour la réalisation d'une enveloppe tabulaire selon un procédé classique.
La forme donnée au diffuseur dépend de la configuration de l'élément chauffant vis-à-vis du fond de chauffe. Dans le cas présenté, il a été choisi de privilégier l'homogénéité d'une zone spécifique du fond de chauffe. D'autres configurations peuvent bien entendu être envisagées sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, un diffuseur en forme d'étoile ou présentant, pour le cas présent où l'élément chauffant est en arc de cercle, des ponts de matière entre les branches de l'élément chauffant, est également envisageable.
Selon l'exemple présenté, la surface du diffuseur couvre environ 65 % de la surface du fond chauffant, ce qui permet à ce dernier de présenter une bonne homogénéité en température, en évitant des points chauds trop élevés. Cette bonne homogénéité est suffisante lorsque le fond chauffant est destiné à une bouilloire où les mouvements de convection, relativement importants, permettent d'homogénéiser la température du liquide.
Toutefois, pour certaines configurations, il est nécessaire de proposer un diffuseur couvrant sensiblement toute la surface du fond chauffant. La technique décrite dans la présente invention permet de réaliser un tel agencement.
L'assemblage de l'élément chauffant et de son diffuseur intégré sur le fond chauffant peut être fait par brasage, collage, clinchage, ou, pour des raisons de coût, par rivetàge ou par vissage. D'autres techniques peuvent également être utilisées, telle la frappe à chaud.
Selon l'exemple proposé, le fond chauffant se présente sous la forme d'une coupelle 16 présentant un fond chauffant 14 et un rebord 19. Selon l'exemple proposé, le fond chauffant a un diamètre de l'ordre de 120 mm.
La figure 8 présente un mode de réalisation particulièrement économique où l'élément chauffant 40 comporte une enveloppe métallique de section circulaire de diamètre D, à l'intérieur de laquelle est centré un fil résistif 50 entouré d'isolant 70. La particularité de cet élément chauffant tient à l'épaisseur i de l'enveloppe métallique, supérieure aux épaisseurs habituelles, de telle manière que le surplus de matière ainsi réalisé permette par fluage, la réalisation de la plaque de diffusion.
Ainsi, lors de la compression, similaire à celle présentée figure 3, la partie basse de l'enveloppe va fluer sur les côtés pour réaliser la plaque de diffusion 100. De la sorte, l'épaisseur de l'élément chauffant va diminuer à ce niveau, alors qu'elle reste constante sur la partie haute du tube.
La plaque de diffusion 100 présente alors une épaisseur h, au moins égale à 0,5 mm, ainsi qu'une largeur L au moins égale à 1 ,5 fois le diamètre D initial du tube. Selon l'exemple proposé, l'enveloppe métallique présente un diamètre D de 11 mm, pour une épaisseur i initiale de 2 mm. Après fluage, la plaque de diffusion 100 présente une largeur de 18 mm.
Une telle configuration de départ permet ainsi de conserver une forme circulaire à l'enveloppe métallique, configuration standard de ces types d'éléments chauffants. Ceci limite donc l'investissement en machines pour la réalisation de tels éléments chauffants.
Ainsi, par la présente invention, on évite l'utilisation d'un diffuseur thermique spécifique en intégrant ce dernier, soit lors de la réalisation de l'enveloppe de l'élément chauffant, soit lors du procédé même de fabrication de l'élément chauffant. L'avantage économique est indéniable, et le contact thermique est excellent lorsque l'élément chauffant est rapporté sur une cuve ou un fond de chauffe.
La présente invention trouve son application dans de nombreux appareils, notamment les appareils de chauffage de liquide : bouilloires, cafetières, cuiseurs vapeurs, etc., mais également les appareils de type grills, barbecues, mijoteurs.
De plus, la présente application peut également être utilisée dans des cafetières à circulation d'eau qui utilisent, accolé à un élément chauffant, tel que présenté, un tube de circulation d'eau. Un tel sous-ensemble est rapporté sur un fond chauffant qui permet de maintenir la verseuse de la cafetière au chaud. En disposant le surplus de matière au niveau de l'élément chauffant et du tube de circulation d'eau, un fluage de la matière est alors possible pour parvenir à la présente invention. Le sous-ensemble peut également présenter, avant la réalisation de l'élément chauffant, une extension plane faisant office de diffuseur thermique.
Des applications dans les fers à repasser et les centrales vapeur sont également envisageables.

Claims

REVENDICATIONS
1. Elément chauffant (4, 40) pour appareil électrique, comportant une enveloppe métallique creuse (2, 20) en un matériau bon conducteur thermique, tel l'aluminium ou le cuivre, à l'intérieur de laquelle est logé un fil résistif (5, 50) entouré d'isolant (7, 70), ledit fil (5, 50) pouvant être alimenté en courant électrique, caractérisé en ce que l'enveloppe métallique (2, 20) présente une extension (10, 100) s'étendant dans un plan et constituant une plaque de diffusion thermique.
2. Elément chauffant (4, 40) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la plaque de diffusion thermique (10, 100) a une épaisseur supérieure à 0,5 mm.
3. Elément chauffant (40) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément chauffant (40) est de section initiale sensiblement circulaire, de diamètre extérieur D, et en ce que l'extension (100), constituant la plaque de diffusion, présente une largeur L au moins égale à 1 ,5 fois le diamètre extérieur D.
4. Elément chauffant (4, 40) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément chauffant (4, 40) est en forme de U ou de C et en ce que la surface de la plaque de diffusion (10, 100) est au moins égale à 40 % de la surface circonscrite à l'intérieur de l'élément chauffant (4, 40).
5. Elément chauffant (4, 40) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaque de diffusion thermique (10, 100) est issue d'une déformation mécanique d'une surépaisseur (21) ménagée dans l'enveloppe métallique creuse (2, 20).
6. Elément chauffant (4, 40) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la déformation mécanique est réalisée par emboutissage.
7. Elément chauffant (4) selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que le profil extérieur de l'enveloppe métallique creuse (2) est elliptique, et en ce que l'enveloppe présente un profil intérieur circulaire de logement du fil résistif (5), l'axe (b) le plus important de l'ellipse étant horizontal.
8. Elément chauffant (4) selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que l'enveloppe métallique creuse (20) est tubulaire et présente une embase (21) constituant le surplus de matière pour la réalisation de la plaque de diffusion thermique (10).
9. Elément chauffant (40) selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que l'enveloppe métallique est initialement circulaire en présentant une surépaisseur constante de son épaisseur.
10. Elément chauffant (40) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'épaisseur initiale (i) de l'enveloppe, avant déformation, est au moins de 2 mm.
11. Elément chauffant (4, 40) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la plaque de diffusion thermique (10, 100) est issue d'un moulage spécifique de l'enveloppe (2, 20) de l'élément chauffant (4, 40).
12. Sous-ensemble de chauffe pour un appareil électrique comportant une plaque de chauffe (14) dont l'une des faces est en contact avec une plaque de diffusion thermique (10, 100) d'un élément chauffant (4, 40) conforme à l'une des revendications 1 à 11.
13. Sous-ensemble de chauffe selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la plaque de chauffe (14) est en un matériau mauvais conducteur thermique, tel un inox.
14. Sous-ensemble de chauffe selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce que l'élément chauffant (4, 40) est rapporté sur la plaque de chauffe (14) par brasure.
15. Sous-ensemble de chauffe selon l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce que l'élément chauffant (4, 40) est rapporté sur la plaque de chauffe (14) par des moyens mécaniques, tel le rivetage.
16. Sous-ensemble de chauffe selon l'une des revendications 11 à 15, caractérisé en ce que la surface de la plaque de diffusion (10, 100) est au moins égale à 65% de la surface de la plaque de chauffe (14).
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