WO2012101262A1 - Procede de fabrication de structures chauffantes, de recipients chauffants, structures et recipients correspondants - Google Patents

Procede de fabrication de structures chauffantes, de recipients chauffants, structures et recipients correspondants Download PDF

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WO2012101262A1
WO2012101262A1 PCT/EP2012/051358 EP2012051358W WO2012101262A1 WO 2012101262 A1 WO2012101262 A1 WO 2012101262A1 EP 2012051358 W EP2012051358 W EP 2012051358W WO 2012101262 A1 WO2012101262 A1 WO 2012101262A1
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WO
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heating
plastic sheet
structures
heater
heating device
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/051358
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Serge Saint-Dizier
Thomas BEAURENAUT
Cédric DENUWELAERE
Thomas BARBEROUSSE
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Faurecia Systemes D'echappement
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Publication date
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    • B29L2023/22—Tubes or pipes, i.e. rigid
    • B29L2023/225—Insulated

Definitions

  • the present invention generally relates to the manufacture of heating structures.
  • the invention relates in a first aspect to a method of manufacturing a heating structure.
  • WO 94/24473 discloses a heating structure comprising an inner tube made of aluminum, this tube being provided with closed channels for the passage of electrical resistances or for the circulation of a coolant.
  • the tube is produced by extrusion.
  • the structure further comprises a layer of polyurethane foam placed around the inner tube, and an impermeable outer tube. The method of placing the thermal insulation layer and the outer tube is not described.
  • the invention aims to provide a method of manufacturing a heating structure that is both fast and economical.
  • the invention relates to a method of manufacturing a heating structure, the method comprising:
  • the plastic sheet covers the heater, preferably in a sealed manner, so that it protects the heater and prevents material from being lodged to the interior of the heater as thermal insulation and the outer shell are placed around the heater.
  • thermo insulation is a foam obtained by injecting a foam precursor between the outer shell and the plastic sheet.
  • foam precursor and the foam itself can not penetrate the heater, and in particular interpose between the heater and the object to be heated, placed inside the heater.
  • the heater typically comprises at least one electrically conductive wire, Joule heating.
  • This resistive wire is intended to be connected to a source of electric current.
  • This thread can be arranged in all kinds of ways.
  • the wire is for example arranged to form straight sections arranged parallel to each other, connected to each other by U-shaped sections.
  • the resistive wire is rigid enough to keep its shape in the absence of excessive external stress.
  • the heating device comprises several resistive wires arranged parallel to each other. These wires are connected to the source of electric current, for example by electrical conductors which distribute the current in different resistive wires.
  • the resistive wires are crisscrossed so as to form a determined mesh network.
  • the heater typically has a surface and a complex, non-planar shape.
  • the resistive wire or wires are arranged to define this non-planar shape.
  • the heating device has for example the general shape of a thin shell, large in extent, having significant reliefs.
  • the heater is shaped to match the shape of the object to be heated.
  • the objects to be heated are cartridges containing a storage material capable of absorbing ammonia gas. These cartridges have a generally cylindrical shape.
  • the heating structure is intended to heat two cartridges arranged side by side, parallel to each other.
  • the heating device is shaped so as to have two semi-cylindrical zones, arranged side by side.
  • the plastic sheet is plated on the convex side of the heater. It is continuous and forms a sealed surface covering the entire heating device.
  • the plating step is typically performed by vacuum thermoforming the plastic sheet. Such a method is fast and efficient, and makes it possible to give the plastic sheet exactly the shape of the heating device. It is particularly suitable when the heating device has a complex, non-planar shape.
  • the plating step is performed by placing the heater on a support surface having substantially the determined shape of the heater, softening the plastic sheet by heating, placing the softened plastic sheet on the heating device and then plating the plastic sheet against the heater by vacuum drawing through the support surface.
  • the support surface is typically provided on a forming tool.
  • This forming tool may optionally be a mold part used for producing the thermal insulation layer at a later stage of the process.
  • the sheet is typically a thermoplastic, for example a rigid PVC, polycarbonate, ABS, polypropylene. It typically has a thickness of between 0.01 and 1 mm, preferably between 0.05 and 0.7 mm, and more preferably between 0.1 and 0.5 mm.
  • the plastic sheet is softened by any suitable heating assembly.
  • the heating assembly may include quartz heating elements, heating resistors, a hot air blower, or a radiant heater, etc.
  • the plastic sheet is softened before being placed on the heater.
  • the plastic layer after evacuation and cooling of the plastic material, is rigidly attached to the heater.
  • the thermal insulation layer is preferably obtained by producing in situ a foam between the outer shell and the plastic sheet.
  • the thermal insulation layer is typically a flexible or rigid polyurethane foam.
  • the thermal insulation layer can be obtained easily and economically. Moreover, because it is produced in situ, it automatically matches the shape of the heater.
  • the plastic sheet forms a watertight barrier preventing foam from entering the interior of the heater.
  • the thermal insulation layer is obtained by placing the heater and the plastic sheet against a first mold half, placing the outer shell against a second mold half, injecting a foam precursor between the first and second mold halves. and second mold half and placing the first and second mold halves so as to define a cavity between the plastic sheet and the outer shell.
  • the first and second mold halves are typically designed so that the cavity has the desired shape for the thermal insulation layer.
  • the foam precursor is typically injected prior to placing the two mold halves in positions where they define a cavity having the shape of the thermal insulating layer.
  • the foam precursor is injected after placing the two mold halves in the positions where they define a cavity having the shape of the thermal insulation layer.
  • the outer shell is typically made of a fiber filled polypropylene.
  • the outer shell is made of a polypropylene loaded with 15 to 50% long fibers by weight, typically 20 to 40% long fibers by weight, and still more preferably 25 to 35% long fibers by weight.
  • the thermal insulation layer obtained, the outer shell, the thermal insulation layer, the plastic sheet, and the heating device form a unitary assembly, the various elements constituting this assembly being integral with each other. They can be moved from one room.
  • the heating structure typically comprises a sheet of material having good heat conduction performance, pressed against an inner side of the plastic sheet.
  • This sheet is typically an aluminum foil or an aluminum alloy. It has for example a thickness of between 0.01 and 1 mm, preferably between 0.1 and 0.5 mm.
  • the aluminum foil is in thermal contact with the heater and defines an inner surface of the heating structure.
  • the aluminum foil comprises for example several pieces, each disposed between two straight segments of the heating resistive wire. Each piece is in contact at its edges with the two heating wires which surround it, as can be seen in FIG. 2.
  • the aluminum foil is in one piece and completely covers the entire heating device. In this case, it can be placed inward with respect to the resistive wire, and be interposed between the resistive wire and the object to be heated.
  • the aluminum sheet may be placed outwardly with respect to the resistive wire and be interposed between the plastic sheet and the resistive wire.
  • the sheet of heat conductive material is intended to form an interface between the heater and the object to be heated. This sheet ensures good heat transfer between the heater and the object to be heated. It distributes the heat over the entire surface of the object to be heated. Preferably, it has a shape identical to that of the object to be heated.
  • the aluminum foil is rigidly attached to the resistive wire by soldering or welding. As a variant, it is free with respect to the resistive wire.
  • the process is particularly suitable for the manufacture of a heating vessel.
  • This heating container has an internal volume for receiving for example one or more ammonia storage cartridges.
  • the concavities of the two heating structures together define an internal volume intended to receive the object to be heated.
  • the internal volume is intended to receive two ammonia storage cartridges.
  • the two heating structures constitute two half-shells, forming together the shell of the heating vessel.
  • the heating vessel can be produced conveniently and economically.
  • the two heating structures can be assembled to one another by any suitable means.
  • the outer shells of each of the heating structures may comprise zones in the form of flanges, the flanges of the heating structures being rigidly fixed to one another by dismountable means.
  • These means are typically bolts, or tie rods or any other type of suitable means.
  • the method of manufacturing the heating container typically comprises a step of creating a seal between the first and second heating structures, the seal being obtained by depositing a foam precursor on one of the heating structures prior to assembling the structures. one to the other.
  • the seal is produced simply and economically, and automatically adapts to the shape of the heating structures.
  • the foam is for example a polyurethane foam.
  • the foam is typically of a different nature than the polyurethane foam forming the thermal insulation layer.
  • the thermal insulation layer is made of a rigid polyurethane foam, while the seal is made of a flexible polyurethane foam.
  • the foam precursor is typically deposited using a mixing head in a cavity formed between the plastic sheets of the two heating structures.
  • the cavity is housed in the thickness of the thermal insulation layers of the two heating structures.
  • Cartridges placed inside the heating vessel typically include a hollow metal shell, and a storage material capable of selectively ab-or adsorb and desorb the ammonia, placed in the metal shell.
  • the material is for example selected from the group known as metal amine complexes, and having the general formula M a (NH 3 ) n X ⁇ , where M is one or more cations selected from the group of alkali metals such as that Li, Na, K or Cs, alkaline earth metals such as Mg, Ca, or Sr, and / or transition metals such as V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, or Zn, or combinations of these metals such as NaAI, KAI, K 2 Zn, CsCu, or K 2 Fe, X being one or more anions selected from the group consisting of fluorides, chlorides, bromides, iodides, nitrates, thiocyanates, sulphates,
  • FIG. 1 is a diagram showing the main steps of a method of manufacturing a heating vessel according to the invention
  • FIG. 2 is a schematic representation in section of a quarter of the container obtained according to the method of Figure 1.
  • FIGS. 3 and 4 are schematic representations of a device adapted for the step of plating the plastic sheet on the heater.
  • FIG. 5 is a schematic representation of a device adapted for performing the foam injection step.
  • the process shown in Figure 1 is intended to produce a heating vessel containing one or more ammonia storage cartridges.
  • the container 1 comprises one or more cartridges 3 and two heating structures 5, 7 assembled to one another around the cartridges 3 (FIG. 2).
  • the heater 9 of the heating structure is first formed.
  • a resistive wire 1 1 producing heat and conducting electricity, is shaped so as to give the heating device a specific surface and shape.
  • the resistive wire 11 is typically arranged to present several straight segments, parallel to each other, each having a determined direction perpendicular to the plane of Figure 2.
  • the resistive wire 1 1 is provided to be connected to a current source by unrepresented electrical conductors, which come out of the heating structure .
  • the cartridges 3 are of cylindrical shape and are arranged with their respective central axes parallel to each other.
  • the container comprises two cartridges 3, arranged side by side.
  • the axes of the cartridges 3 define the joining plane of the two heating structures to one another. This plane is noted P in FIG. 2.
  • the heating device 9 thus has a shape with two half-cylinders, each half-cylinder corresponding to the shape of a half cartridge 3.
  • the heating device is for example in two parts, each of the two pieces corresponding to a half-cylinder. Alternatively, the heater may be in one piece.
  • the aluminum foil 12 is then placed on the heating device 9. It is divided into several pieces 13, each piece extending continuously between two straight segments of the resistive wire 11.
  • each piece of sheet 13 are then brazed to the two segments of resistive wire which surround it.
  • the aluminum foil 12 thus has substantially the same shape as the heating device 9.
  • the heating device 9 and the aluminum foil 12 are then placed on a forming tool 15, shown in FIGS. 3 and 4.
  • a forming tool adapted to the case where the container comprises only one cartridge .
  • the forming tool comprises a plurality of semi-cylindrical surfaces, parallel to each other, so as to receive the different semi-cylindrical parts of the heating device.
  • the forming tool thus comprises a support surface 17 having substantially the shape of the heating device.
  • the heating device is placed on this support surface 17.
  • the forming tool comprises a device 19 adapted to draw vacuum through the support surface 17.
  • This device 19 comprises a plurality of channels 21 opening on the surface 17, and a vacuum pump (not shown) fluidly connected to the various channels 21.
  • the channels 21 are evenly distributed over the entire support surface 17. Some channels 21 are arranged in line along the straight segments of the resistive wire 11.
  • the forming tool further comprises a movable frame 23 provided for gripping the plastic sheet 25 and for depositing it on the heating device 9.
  • a seal 26 is provided to create a seal between the sheet 25 and the frame 23.
  • L tool has also a device 27 provided for cutting the plastic sheet after the plating operation completed. It also comprises a heating assembly 29, typically provided with two radiant heating plates 30, disposed above the support surface 17.
  • the sheet 25 is initially mounted on the mobile frame 23, and the seal
  • the sheet 25 is rigid. It is brought by the movable frame 23 between the two heating plates 30 of the heating assembly 29 and heated by the heating assembly 29 ( Figure 3). It is heated by the heater assembly 29 until softened. The lower heating plate 30 is then retracted. The support surface 17 carrying the heating device is displaced upwards, so that the softened sheet is deposited on the heating device 9. The sheet is deformed and adopts the generally semi-cylindrical shape of the heating device ( Figure 4). Then, a seal 32, provided to create a seal between the frame 23 and the surface 17, is activated. There is thus a seal on the one hand between the sheet 25 and the movable frame 23 (seal 26), and between the frame 23 and the surface 17 (seal 32).
  • the vacuum device 19 is then activated. A vacuum is thus created between the sheet 25 and the support surface 17.
  • the sheet 25 is then deformed and pressed against the heating device 9 and the aluminum foil 12.
  • the cutting device 27 cuts the edge of the sheet 25 to the desired dimensions.
  • the thermal insulation layer 33 is injected between the outer shell 35 and the plastic sheet 25 ( Figure 5).
  • the outer shell 35 is a polypropylene injected part filled with long fibers.
  • the shell 35 is injected, for example, before the step of forming the heating device.
  • the shell 55 is disposed in a lower mold portion 37.
  • the assembly consisting of the heater 9, the aluminum foil 12 and the sheet of material plastic 25 is placed on an upper mold part 38 intended to cooperate with the lower mold part 37 for the injection of the thermal insulation layer.
  • the outer shell 35 and the plastic sheet 25 define between them a cavity having the shape of the thermal insulation layer 33.
  • An inflatable seal 39 carried by the upper mold part 38 makes it possible to seal between the plastic sheet 25 and the outer shell 35. This sealing is performed at a zone 41 of the outer shell intended to form a fastening flange to the other heating structure.
  • an amount of foam precursor is injected into the lower mold portion.
  • the two mold parts are then brought together and the inflatable seal is inflated.
  • the foam precursor generates foam that spreads throughout the cavity and creates the heat insulating layer 33.
  • the two mold parts are then placed in an oven, for example, to bake the thermal insulation.
  • the outer shell 35 has a flange area 41 extending over its entire periphery.
  • This zone 41 extends in the plane of contact with the other heating structure.
  • the plastic sheet 25 extends beyond the heater 9 and covers the face of the area 41 to be turned towards the other heating structure.
  • This extension 43 also covers the edge of the thermal insulation layer 33.
  • the extension 43 comprises a hollow zone 45 extending over the entire periphery of the heating structure.
  • the hollow zone 45 is hollowed out in the thickness of the thermal insulation layer 33. It is formed during the step of plating the plastic sheet 25 on the heating device 9.
  • the surface 17 the forming tool 15 has a protrusion 44 projecting shape corresponding to that of the recessed area 45, against which the softened plastic sheet is plated ( Figure 5).
  • the two heating structures 5, 7 are placed on either side of the cartridges 3.
  • the two structures 5, 7 are in contact with one another via the extensions 43 of the sheets of plastic material covering the zones 41 of the outer shells.
  • the heating structures 5, 7 are pressed together against the cartridges by means of the aluminum foils 12 bearing against the metal shells 46 of the cartridges 3.
  • the recessed zones 45 of the two heating structures are placed facing each other and define between them a cavity in which a foam precursor is deposited. Deposition is performed prior to placing the two structures 5, 7 in contact with each other. The foam precursor generates a polyurethane foam forming a seal 47 between the two heating structures. Finally, the two heating structures are rigidly fixed to each other by bolts 48 passing through orifices 49 formed in zones 41 of the two outer shells. In Figure 2, the bolts 48 are symbolized by a dashed line.

Abstract

Le procédé de fabrication d'une structure chauffante comprend : - une étape de formation d'un dispositif de chauffage (9) ayant une surface et une forme déterminées; - une étape de plaquage d'une feuille de matière plastique (25) contre un côté extérieur du dispositif de chauffage (9), de telle sorte que la feuille (25) couvre toute la surface du dispositif de chauffage (9) et prenne la forme du dispositif de chauffage (9); - une étape de placement d'une coque externe (35) vers l'extérieur de la feuille de matière plastique (25) et d'une couche (33) d'un isolant thermique entre la coque externe (35) et la feuille de matière plastique (25).

Description

Procédé de fabrication de structures chauffantes, de récipients chauffants, structures et récipients correspondants
La présente invention concerne en général la fabrication de structures chauffantes.
Plus précisément, l'invention concerne selon un premier aspect un procédé de fabrication d'une structure chauffante.
On connaît par WO 94/24473 une structure chauffante comportant un tube interne en aluminium, ce tube étant pourvu de canaux fermés pour le passage de résistances électriques ou pour la circulation d'un fluide caloporteur.
Le tube est produit par extrusion. La structure comporte en outre une couche de mousse de polyuréthane placée autour du tube interne, et un tube externe imperméable. La méthode de mise en place de la couche d'isolant thermique et du tube externe n'est pas décrite.
Dans ce contexte, l'invention vise à proposer un procédé de fabrication d'une structure chauffante qui soit à la fois rapide et économique.
A cette fin, l'invention porte sur un procédé de fabrication d'une structure chauffante, le procédé comprenant :
- une étape de formation d'un dispositif de chauffage ayant une surface et une forme déterminées ;
- une étape de plaquage d'une feuille de matière plastique contre un côté extérieur du dispositif de chauffage, de telle sorte que la feuille couvre toute la surface du dispositif de chauffage et prenne la forme du dispositif de chauffage ;
- une étape de placement d'une coque externe vers l'extérieur de la feuille de matière plastique et d'une couche d'un isolant thermique entre la coque externe et la feuille de matière plastique.
La feuille de matière plastique recouvre le dispositif de chauffage, de préférence de manière étanche, de telle sorte qu'elle protège le dispositif de chauffage et empêche que de la matière se loge vers l'intérieur du dispositif de chauffage au moment où la couche d'isolant thermique et la coque externe sont placées autour du dispositif de chauffage.
L'ajout d'une telle feuille de matière plastique est particulièrement utile quand l'isolant thermique est une mousse obtenue par injection d'un précurseur de mousse entre la coque externe et la feuille de matière plastique. Ainsi, le précurseur de mousse et la mousse elle-même ne peuvent pas pénétrer le dispositif de chauffage, et en particulier s'interposer entre le dispositif de chauffage et l'objet à chauffer, placé à l'intérieur du dispositif de chauffage.
Ainsi, les performances de la structure chauffante sont préservées. Le dispositif de chauffage comprend typiquement au moins un fil électriquement conducteur, chauffant par effet joule. Ce fil résistif est prévu pour être raccordé à une source de courant électrique. Ce fil peut être agencé de toutes sortes de façons. Le fil est par exemple agencé de manière à former des tronçons droits disposés parallèles les uns aux autres, raccordés les uns aux autres par des tronçons en U. Le fil résistif est suffisamment rigide pour garder sa forme en l'absence de contrainte externe excessive.
Alternativement, le dispositif de chauffage comprend plusieurs fils résistifs disposés parallèlement les uns aux autres. Ces fils sont connectés à la source de courant électrique, par exemple par des conducteurs électriques qui distribuent le courant dans différents fils résistifs. Dans un exemple de réalisation, les fils résistifs sont entrecroisés de manière à former un réseau à maille déterminée.
Le dispositif de chauffage présente typiquement une surface et une forme complexe, non plane. Le ou les fils résistifs sont disposés de manière à définir cette forme non plane.
Le dispositif de chauffage présente par exemple la forme générale d'une coque mince, de grande étendue, présentant des reliefs importants.
Typiquement, le dispositif de chauffage est conformé de manière à épouser la forme de l'objet à chauffer. Dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures, les objets à chauffer sont des cartouches contenant un matériau de stockage susceptible d'absorber de l'ammoniac gazeux. Ces cartouches présentent une forme générale cylindrique. Par exemple, la structure chauffante est prévue pour chauffer deux cartouches disposées côte à côte, parallèlement l'une à l'autre. Dans ce cas, le dispositif de chauffage est conformé de manière à présenter deux zones semi cylindriques, disposées côte à côte.
La feuille de matière plastique est plaquée côté convexe du dispositif de chauffage. Elle est continue et forme une surface étanche couvrant tout le dispositif de chauffage.
L'étape de plaquage est typiquement réalisée par thermoformage sous vide de la feuille de matière plastique. Une telle méthode est rapide et efficace, et permet de donner à la feuille de matière plastique exactement la forme du dispositif de chauffage. Elle est particulièrement adaptée quand le dispositif de chauffage présente une forme complexe, non plane.
Typiquement, l'étape de plaquage est réalisée en plaçant le dispositif de chauffage sur une surface de support ayant sensiblement la forme déterminée du dispositif de chauffage, en ramollissant la feuille de matière plastique par chauffage, en plaçant la feuille de matière plastique ramollie sur le dispositif de chauffage, puis en plaquant la feuille de matière plastique contre le dispositif de chauffage en tirant au vide à travers la surface de support.
Ainsi, la feuille de matière plastique vient épouser la forme du dispositif de chauffage. La surface de support est typiquement ménagée sur un outil de formage. Cet outil de formage peut éventuellement être une partie de moule utilisée pour la réalisation de la couche d'isolant thermique à une étape ultérieure du procédé.
La feuille est typiquement en un thermoplastique, par exemple en un PVC rigide, en polycarbonate, en ABS, en polypropylène. Elle présente typiquement une épaisseur comprise entre 0,01 et 1 mm, de préférence comprise entre 0,05 et 0,7 mm, et encore de préférence comprise entre 0,1 et 0,5 mm.
La feuille de matière plastique est ramollie par tout ensemble de chauffage adapté. Par exemple, l'ensemble de chauffage peut comporter des organes de chauffage à quartz, des résistances chauffantes, un dispositif de projection d'air chaud, ou un organe de chauffage par rayonnement, etc ..
La feuille de matière plastique est ramollie avant d'être placée sur le dispositif de chauffage.
La couche de matière plastique, après tirage au vide et refroidissement de la matière plastique, est rigidement fixée au dispositif de chauffage.
La couche d'isolant thermique est de préférence obtenue en produisant in situ une mousse entre la coque externe et la feuille de matière plastique. La couche d'isolant thermique est typiquement une mousse de polyuréthane, souple ou rigide.
Ainsi, la couche d'isolant thermique peut être obtenue facilement et de manière économique. Par ailleurs, du fait qu'elle est produite in situ, elle épouse automatiquement la forme du dispositif de chauffage. La feuille de matière plastique forme une barrière étanche empêchant la mousse de pénétrer vers l'intérieur du dispositif de chauffage.
Typiquement, la couche d'isolant thermique est obtenue en plaçant le dispositif de chauffage et la feuille de matière plastique contre une première moitié de moule, en plaçant la coque externe contre une seconde moitié de moule, en injectant un précurseur de mousse entre les première et seconde moitié de moule et en plaçant les première et seconde moitiés de moule de manière à définir une cavité entre la feuille de matière plastique et la coque externe. Les première et seconde moitiés de moule sont typiquement conçues de manière à ce que la cavité présente la forme recherchée pour la couche d'isolant thermique. Le précurseur de mousse est injecté typiquement avant de placer les deux moitiés de moule dans des positions où elles définissent une cavité ayant la forme de la couche d'isolant thermique. Alternativement, le précurseur de mousse est injecté après avoir placé les deux moitiés de moule dans les positions où elles définissent une cavité ayant la forme de la couche d'isolant thermique.
La coque externe est typiquement réalisée en un polypropylène chargé en fibres. Par exemple, la coque externe est en un polypropylène chargé de 15 à 50% de fibres longues en poids, typiquement de 20 à 40 % de fibres longues en poids, et encore de préférence, de 25 à 35 % de fibres longues en poids.
Une fois la couche d'isolant thermique obtenue, la coque externe, la couche d'isolant thermique, la feuille de matière plastique, et le dispositif de chauffage forment un ensemble unitaire, les différents éléments constituant cet ensemble étant solidaires les uns des autres. Ils peuvent être déplacés d'une pièce.
La structure chauffante comporte typiquement une feuille d'un matériau ayant de bonnes performances pour la conduction de la chaleur, plaquée contre un côté intérieur de la feuille de matière plastique. Cette feuille est typiquement une feuille d'aluminium ou d'un alliage d'aluminium. Elle présente par exemple une épaisseur comprise entre 0,01 et 1 mm, de préférence comprise entre 0,1 et 0,5 mm. La feuille d'aluminium est en contact thermique avec le dispositif de chauffage et définit une surface intérieure de la structure chauffante. La feuille d'aluminium comprend par exemple plusieurs morceaux, chacun disposé entre deux segments droits du fil résistif chauffant. Chaque morceau est en contact par ses bords avec les deux fils chauffants qui l'encadrent, comme visible sur la Figure 2. En variante, la feuille d'aluminium est d'une pièce et recouvre entièrement tout le dispositif de chauffage. Dans ce cas, elle peut être placée vers l'intérieur par rapport au fil résistif, et être interposée entre le fil résistif et l'objet à chauffer. Inversement, la feuille d'aluminium peut être placée vers l'extérieur par rapport au fil résistif et être interposé entre la feuille de matière plastique et le fil résistif. La feuille de matériau conducteur de la chaleur est destinée à former une interface entre le dispositif de chauffage et l'objet à chauffer. Cette feuille assure un bon transfert thermique entre le dispositif de chauffage et l'objet à chauffer. Elle répartit la chaleur sur toute la surface de l'objet à chauffer. De préférence, elle présente une forme identique à celle de l'objet à chauffer.
La feuille d'aluminium est rigidement fixée au fil résistif par brasage ou soudage. En variante, elle est libre par rapport au fil résistif.
Le procédé est particulièrement adapté à la fabrication d'un récipient chauffant. Ce récipient chauffant présente un volume interne destiné à recevoir par exemple une ou plusieurs cartouches de stockage d'ammoniac.
Le récipient est alors obtenu :
- en fabricant une première structure chauffante concave, comme décrit ci- dessus ; - en fabricant une seconde structure chauffante concave, comme décrit ci-dessus ;
- en assemblant les première et seconde structures chauffantes concaves l'une à l'autre, de telle sorte que les première et seconde structures chauffantes aient des concavités respectives tournées l'une vers l'autre.
Ainsi, les concavités des deux structures chauffantes définissent ensemble un volume interne prévu pour recevoir l'objet à chauffer. Dans l'exemple représenté sur les figures, le volume interne est destiné à recevoir deux cartouches de stockage d'ammoniac.
Les deux structures chauffantes constituent deux demi coques, formant ensemble la coque du récipient chauffant.
Ainsi, le récipient chauffant peut être produit de manière commode et économique.
Il est notamment particulièrement facile de conférer au volume interne du récipient chauffant une forme complexe.
Les deux structures chauffantes peuvent être assemblées l'une à l'autre par tous moyens adaptés. Par exemple, les coques externes de chacune des structures chauffantes peuvent comporter des zones en forme de brides, les brides des structures chauffantes étant rigidement fixées l'une à l'autre par des moyens démontables. Ces moyens sont typiquement des boulons, ou des tirants ou tout autre type de moyen adapté.
Le procédé de fabrication du récipient chauffant comprend typiquement une étape de création d'un joint d'étanchéité entre les première et seconde structures chauffantes, le joint d'étanchéité étant obtenu en déposant un précurseur de mousse sur une des structures chauffantes avant assemblage des structures l'une à l'autre.
Ainsi, le joint d'étanchéité est produit de manière simple et économique, et s'adapte automatiquement à la forme des structures chauffantes.
La mousse est par exemple une mousse de polyuréthane. La mousse est typiquement de nature différente de la mousse de polyuréthane formant la couche d'isolant thermique. La couche d'isolant thermique est en une mousse de polyuréthane rigide, alors que le joint est en une mousse de polyuréthane souple.
Le précurseur de mousse est typiquement déposé à l'aide d'une tête de mélange dans une cavité ménagée entre les feuilles de matière plastique des deux structures chauffantes. La cavité est logée dans l'épaisseur des couches d'isolant thermique des deux structures chauffantes. Ainsi, il est possible de raccourcir les zones formant bride des deux structures chauffantes.
Les cartouches placées à l'intérieur du récipient chauffant comprennent typiquement une enveloppe métallique creuse, et un matériau de stockage capable sélectivement d'ab-ou adsorber et désorber l'ammoniac, placé dans l'enveloppe métallique. Des matériaux de ce type sont décrits dans la demande de brevet WO 2008/077652. Le matériau est par exemple choisi dans le groupe connu sous le nom de complexes d'amines métalliques, et ayant la formule générale Ma (NH3) nX∑, où M est un ou plusieurs cations sélectionnés dans le groupe des métaux alcalins tels que Li, Na, K ou Cs, des métaux alkalino terreux tels que Mg, Ca, ou Sr, et/ou des métaux de transition tels que V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, ou Zn, ou des combinaisons de ces métaux tels que NaAI, KAI, K2Zn, CsCu, ou K2Fe, X étant un ou plusieurs anions sélectionnés dans le groupe comprenant les fluorures, les chlorures, les bromures, les iodures, les nitrates, les thiocyanates, les sulfates, les molybdates, les ions phosphates, a étant le nombre de cations par molécule de sel, z étant le nombre d'anions par molécule de sel et n étant un nombre de coordination compris entre 2 et 12. Par exemple, le matériau constituant la cartouche est du Mg (NH3) 6CI2, ou Sr (NH3) 8CI2 ou encore Ca (NH3) 8CI2, ou un mélange de ces éléments.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront dans la description détaillée qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles :
- la Figure 1 est un diagramme représentant les principales étapes d'un procédé de fabrication d'un récipient chauffant conforme à l'invention ;
- la Figure 2 est une représentation schématique en coupe d'un quart du récipient obtenu selon le procédé de la Figure 1 .
- les Figures 3 et 4 sont des représentations schématiques d'un dispositif adapté pour l'étape de placage de la feuille de matière plastique sur le dispositif de chauffage ; et
- la Figure 5 est une représentation schématique d'un dispositif adapté pour la réalisation de l'étape d'injection de la mousse.
Le procédé représenté sur la Figure 1 vise à produire un récipient chauffant contenant une ou plusieurs cartouches de stockage d'ammoniac.
Le récipient 1 comporte une ou plusieurs cartouches 3 et deux structures chauffantes 5, 7 assemblées l'une à l'autre autour des cartouches 3 (figure 2).
On décrira seulement ci-dessous les étapes de fabrication d'une des structures chauffantes, la fabrication de l'autre structure chauffante se faisant selon un procédé identique.
Le dispositif de chauffage 9 de la structure chauffante est d'abord formé. Par exemple un fil résistif 1 1 , produisant de la chaleur et conduisant l'électricité, est mis en forme de manière à conférer au dispositif de chauffage une surface et une forme déterminée. Le fil résistif 1 1 est typiquement disposé de manière à présenter plusieurs segments droits, parallèles les uns aux autres, ayant chacun une direction déterminée perpendiculaire au plan de la Figure 2. Le fil résistif 1 1 est prévu pour être raccordé à une source de courant par des conducteurs électriques non représentés, qui sortent de la structure chauffante.
Dans l'exemple représenté sur les Figures, les cartouches 3 sont de forme cylindrique et sont disposées avec leurs axes centraux respectifs parallèles les uns aux autres. Le récipient comporte deux cartouches 3, disposées côte à côte. Les axes des cartouches 3 définissent le plan de jonction des deux structures chauffantes l'une à l'autre. Ce plan est noté P sur la figure 2. Le dispositif de chauffage 9 présente ainsi une forme avec deux demi-cylindres, chaque demi cylindre correspondant à la forme d'une demi cartouche 3. Le dispositif de chauffage est par exemple en deux pièces, chacune des deux pièces correspondant à un demi-cylindre. En variante, le dispositif de chauffage peut être d'une pièce.
La feuille d'aluminium 12 est ensuite placée sur le dispositif de chauffage 9. Elle est divisée en plusieurs morceaux 13, chaque morceau s'étendant de manière continue entre deux segments droits du fil résistif 1 1 .
Les bords de chaque morceau de feuille 13 sont ensuite brasés sur les deux segments de fil résistif qui l'encadrent. La feuille d'aluminium 12 présente ainsi sensiblement la même forme que le dispositif de chauffage 9.
Le dispositif de chauffage 9 et la feuille d'aluminium 12 sont ensuite placés sur un outil de formage 15, représenté sur les Figures 3 et 4. Ces figures représentent un outil de formage adapté au cas où le récipient ne comporte qu'une seule cartouche. Dans le cas où le récipient comporte deux cartouches ou plus de deux cartouches, l'outil de formage comporte plusieurs surfaces semi-cylindriques, parallèles les unes aux autres, de manière à recevoir les différentes parties semi-cylindriques du dispositif de chauffage. L'outil de formage comporte ainsi une surface de support 17, ayant sensiblement la forme du dispositif de chauffage. Le dispositif de chauffage est placé sur cette surface de support 17. Par ailleurs, l'outil de formage comporte un dispositif 19 adapté pour tirer au vide à travers la surface de support 17. Ce dispositif 19 comporte une pluralité de canaux 21 débouchant sur la surface 17, et une pompe à vide (non représentée) raccordée fluidiquement aux différents canaux 21 . Les canaux 21 sont répartis de manière régulière sur toute la surface de support 17. Certains canaux 21 sont disposés en ligne, le long des segments droits du fil résistif 1 1 .
L'outil de formage comporte encore un cadre mobile 23 prévu pour saisir la feuille de matière plastique 25 et pour la déposer sur le dispositif de chauffage 9. Un joint 26 est prévu pour créer une étanchéité entre la feuille 25 et le cadre 23. L'outil comporte également un dispositif 27 prévu pour découper la feuille de matière plastique une fois l'opération de placage achevée. Il comporte également un ensemble de chauffage 29, muni typiquement de deux plateaux 30 de chauffage par rayonnement, disposé au- dessus de la surface de support 17.
La feuille 25 est au départ montée sur le cadre mobile 23, et le joint d'étanchéité
26 est activé. A température ambiante, la feuille 25 est rigide. Elle est amenée par le cadre mobile 23 entre les deux plateaux de chauffage 30 de l'ensemble de chauffage 29 et chauffée par l'ensemble de chauffage 29 (Figure 3). Elle est chauffée par l'ensemble de chauffage 29 jusqu'à ramollissement. Le plateau de chauffage inférieur 30 est ensuite escamoté. La surface de support 17 portant le dispositif de chauffage y est déplacée vers le haut, de telle sorte que la feuille ramollie se dépose sur le dispositif de chauffage 9. La feuille se déforme et adopte la forme générale semi-cylindrique du dispositif de chauffage (Figure 4). Puis, un joint 32, prévu pour créer une étanchéité entre le cadre 23 et la surface 17, est activé. Il existe ainsi une étanchéité d'une part entre la feuille 25 et le cadre mobile 23 (joint 26), et entre le cadre 23 et la surface 17 (joint 32). Le dispositif de mise sous vide 19 est ensuite activé. Un vide est ainsi créé entre la feuille 25 et la surface de support 17. La feuille 25 est alors déformée et plaquée contre le dispositif de chauffage 9 et la feuille d'aluminium 12. A la fin de l'opération, le dispositif de découpe 27 découpe le bord de la feuille 25 aux dimensions recherchées.
A l'étape suivante, la couche d'isolant thermique 33 est injectée entre la coque externe 35 et la feuille de matière plastique 25 (Figure 5).
La coque externe 35 est une pièce injectée en polypropylène chargée en fibres longues. La coque 35 est injectée par exemple avant l'étape de formation du dispositif de chauffage.
Pour l'étape d'injection de la couche d'isolant, la coque 55 est disposée dans une partie de moule inférieure 37. L'ensemble constitué du dispositif de chauffage 9, de la feuille d'aluminium 12 et de la feuille de matière plastique 25 est placée sur une partie de moule supérieure 38 destinée à coopérer avec la partie de moule inférieure 37 pour l'injection de la couche d'isolant thermique. Quand les deux parties de moule sont disposées l'une contre l'autre, la coque externe 35 et la feuille de matière plastique 25 définissent entre elles une cavité ayant la forme de la couche d'isolant thermique 33. Un joint gonflable 39 porté par la partie de moule supérieure 38 permet de réaliser l'étanchéité entre la feuille de matière plastique 25 et la coque externe 35. Cette étanchéité est réalisée au niveau d'une zone 41 de la coque externe destinée à constituer une bride de fixation à l'autre structure chauffante. Une fois la coque 35 chargée sur la partie de moule 37 et l'ensemble dispositif de chauffage 9/feuille 12/feuille 25/ chargé sur la partie de moule 38, une quantité de précurseur de mousse est injectée dans la partie de moule inférieure. Les deux parties de moules sont ensuite rapprochées l'une contre l'autre et le joint gonflable est gonflé. Le précurseur de mousse génère de la mousse qui se répand dans toute la cavité et crée la couche d'isolant thermique 33. Les deux parties de moule sont ensuite placées dans un four, par exemple, pour réaliser la cuisson de l'isolant thermique.
Comme décrit précédemment, la coque externe 35 comporte une zone 41 formant collerette, s'étendant sur toute sa périphérie. Cette zone 41 s'étend dans le plan de contact avec l'autre structure chauffante. Comme visible sur la Figure 2, la feuille de matière plastique 25 se prolonge au-delà du dispositif de chauffage 9 et couvre la face de la zone 41 destinée à être tournée vers l'autre structure chauffante. Ce prolongement 43 couvre également la tranche de la couche d'isolant thermique 33. Le prolongement 43 comporte une zone en creux 45 s'étendant sur toute la périphérie de la structure chauffante. La zone en creux 45 est creusée dans l'épaisseur de la couche d'isolant thermique 33. Elle est formée lors de l'étape de placage de la feuille de matière plastique 25 sur le dispositif de chauffage 9. Pour cela, la surface 17 de l'outil de formage 15 présente un relief 44 en saillie de forme correspondant à celle de la zone en creux 45, contre lequel la feuille de matière plastique ramollie est plaquée (figure 5).
A l'étape suivante, les deux structures chauffantes 5, 7 sont placées de part et d'autre des cartouches 3. Les deux structures 5, 7 sont en contact l'une avec l'autre par l'intermédiaire des prolongements 43 des feuilles de matière plastique recouvrant les zones 41 des coques externes. Les structures chauffantes 5, 7 sont plaquées l'une et l'autre contre les cartouches, par l'intermédiaire des feuilles d'aluminium 12 portant contre les enveloppes métalliques 46 des cartouches 3.
Les zones en creux 45 des deux structures chauffantes sont placées en vis-à-vis et définissent entre elles une cavité dans laquelle est déposé un précurseur de mousse. Le dépôt est effectué avant de placer les deux structures 5, 7 en contact l'une avec l'autre Le précurseur de mousse génère une mousse de polyuréthane formant un joint d'étanchéité 47 entre les deux structures chauffantes. Enfin, les deux structures chauffantes sont rigidement fixées l'une à l'autre, par des boulons 48 passant dans des orifices 49 ménagés dans des zones 41 forme en bride des deux coques externes. Sur la figure 2, les boulons 48 sont symbolisés par un trait mixte.

Claims

REVENDICATIONS
1 . - Procédé de fabrication d'une structure chauffante, le procédé comprenant :
- une étape de formation d'un dispositif de chauffage (9) ayant une surface et une forme déterminées ;
- une étape de plaquage d'une feuille de matière plastique (25) contre un côté extérieur du dispositif de chauffage (9), de telle sorte que la feuille (25) couvre toute la surface du dispositif de chauffage (9) et prenne la forme du dispositif de chauffage (9) ;
- une étape de placement d'une coque externe (35) vers l'extérieur de la feuille de matière plastique (25) et d'une couche (33) d'un isolant thermique entre la coque externe (35) et la feuille de matière plastique (25).
2. - Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'étape de plaquage est réalisée par thermoformage sous vide de la feuille de matière plastique (25).
3. - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'étape de plaquage est réalisée en plaçant le dispositif de chauffage (9) sur une surface de support (17) ayant sensiblement la forme déterminée du dispositif de chauffage (9), en ramollissant la feuille de matière plastique par chauffage (25), en plaçant la feuille de matière plastique (25) ramollie sur le dispositif de chauffage (9), puis en plaquant la feuille de matière plastique (25) contre le dispositif de chauffage (9) en tirant au vide à travers la surface de support (17).
4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche d'isolant thermique (33) est obtenue en produisant in situ une mousse entre la coque externe (35) et la feuille de matière plastique (25), par exemple une mousse de polyuréthane.
5. - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la couche d'isolant thermique (33) est obtenue en plaçant le dispositif de chauffage (9) et la feuille de matière plastique (25) contre une première moitié de moule (15), en plaçant la coque externe (35) contre une seconde moitié de moule (37), en injectant un précurseur de mousse entre les première et seconde moitiés de moule (15, 37), et en plaçant les première et seconde moitiés de moule (15, 37) de manière à définir une cavité entre la feuille de matière plastique (25) et la coque externe (35).
6. - Procédé de fabrication d'un récipient chauffant (1 ), le procédé comprenant les étapes suivantes :
- fabrication d'une première structure chauffante concave (5), selon le procédé de l'une quelconque des revendications 1 à 5,
- fabrication d'une seconde structure chauffante concave (7), selon le procédé de l'une quelconque des revendications 1 à 5, - assemblage des première et seconde structures chauffantes concaves (5, 7) l'une à l'autre, de telle sorte que les première et seconde structures chauffantes (5, 7) aient des concavités respectives tournées l'une vers l'autre.
7. - Procédé de fabrication selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de création d'un joint d'étanchéité (47) entre les première et seconde structures chauffantes (5, 7), le joint d'étanchéité (47) étant obtenu en déposant un précurseur de mousse entre les feuilles de matière plastique (25) respectives des première et seconde structures chauffantes (5, 7).
8. - Structure chauffante comprenant :
- un dispositif de chauffage (9) ayant une surface et une forme déterminées ;
- une feuille de matière plastique (25) plaquée contre un côté extérieur du dispositif de chauffage (9), de telle sorte que la feuille de matière plastique (25) couvre toute la surface du dispositif de chauffage (9) et présente la forme du dispositif de chauffage (9) ;
- une coque externe (35) vers l'extérieur de la feuille de matière plastique (25) et une couche d'un isolant thermique (33) entre la coque externe (35) et la feuille de matière plastique (25).
9. - Structure chauffante selon la revendication 8, comprenant une feuille d'aluminium (40) plaquée contre un côté intérieur de la feuille de matière plastique (25), la feuille d'aluminium (40) étant thermiquement en contact avec le dispositif de chauffage (9) et définissant une surface intérieure de la structure chauffante.
10. - Structure chauffante selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que le dispositif de chauffage a une forme complexe non plane.
1 1 . - Récipient chauffant (1 ) comprenant
- une première structure chauffante concave (5), selon l'une quelconque des revendications 8 à 10,
- une seconde structure chauffante concave (7), selon l'une quelconque des revendications 8 à 10,
- des moyens d'assemblage des première et seconde structures chauffantes concaves (5, 7) l'une à l'autre, de telle sorte que les première et seconde structures chauffantes (5, 7) aient des concavités respectives tournées l'une vers l'autre.
12. - Récipient selon la revendication 1 1 , caractérisé en ce que les première et seconde structures chauffantes (5, 7) définissent entre elles un volume interne creux, le récipient (1 ) comprenant un matériau de stockage capable sélectivement d'ab- ou adsorber et désorber l'ammoniac, placé dans le volume interne.
13.- Récipient selon la revendication 1 1 ou 12, caractérisé en ce qu'il comprend un joint d'étanchéité (47) entre les feuilles de matière plastique (25) respectives des première et seconde structures chauffantes (5, 7), logé dans l'épaisseur des couches d'isolant thermique (33) des première et seconde structures chauffantes (5, 7).
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