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Elément chauffant
L'invention se rapporte à un élément chauffant pour appareils électriques, tels que fers à souder, fers à repas- ser, etc.
Dans les éléments chauffants électriques une condi- tion importante est que la chaleur Joule développée lorsqu'un corps chauffant est parcouru par un courant électrique, soit amenée aussi efficacement que possible au corps à chauffer.
La chaleur produite lorsqu'un conducteur de courant est par- couru par un courant électrique, est déterminée par la loi de Joule, qui peut être exprimée par la formule suivante : W = E i t = 1 2 r t .
Dans cette formule W désigne la quantité de chaleur en calories @
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produite lorsque le courant parcourt le conducteur avec une intensité i et une tension E pendant t secondes.-
D'habitude, l'élément chauffant est construit pour la pleine tension 'du secteur, 220 volts par exemple, tandis qu'on détermine l'intensité de courant selon la quantité de chaleur nécessaire. Cette tension est assez élevée pour l'usa- ge pratique et peut offrir un grand danger dans le cas d'un petit défaut du dispositif dans lequel l'élément chauffant est incorporé. Lorsqu'on désire réduire la tension tout en maintenant constante la quantité de chaleur obtenue on doit aug. menter l'intensité du courant. Dans ce cas il est désirable d'augmenter les sections de cuivre des conducteurs.
Pour cette raison l'élément chauffant augmente en général de volume.
L'emploi d'une tension élevée nécessite en outre l'uti. lisation d'une couche assez épaisse de matière isolante pour protéger les pièces très rapprochées contre un percement dis- ruptif. Une pareille couche épaisse de matière isolante pré- sente le désavantage que la conduction de chaleur- inversement proportionnelle à l'épaisseur de la paroi à travers laquelle la chaleur doit être conduite - diminue fortement.
Il est clair qu'une réduction de la tension pour un accroissement de l'intensité du courant, auquel cas la couche de matière isolante peut être plus mince, permet une meilleure transmission de chaleur.
Suivant l'invention l'élément chauffant se compose d'un corps de résistance, subdivisé en parties cohérentes de façon à ménager un chemin en labyrinthe pour le courant, tan- dis que les deux pôles ou points de connexion se trouvent d'un seul côté du corps. Dans un mode de réalisation les interrup- tions formées par la subdivision sont remplies d'une matière
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isolante, telle que le mica. On peut employer à cet effet aussi le verre Rôntgen ou un autre verre spécial.
L'élément chauffant peut être un organe cylindrique subdivisé par des traits de scie suivant deux plans axiaux et un plan perpendiculaire à l'axe de telle façon que l'en- semble reste uni.
Cet élément chauffant, qui forme donc à proprement parler un conducteur compact de courant, présente malgré son faible encombrement des parties conductrices d'une section suf- fisante pour laisser passer de grands courants. Du fait que l'élément chauffant est employé avec une tension réduite, on obtient tous les avantages découlant de celle-ci, indiqués brièvement ci-dessus.-
Dans la forme de réalisation envisagée, la subdivi- sion de l'élément est, en effet, réalisée de telle façon que les deux pôles se trouvent à la même extrémité et ont, en outre, une grande surface pour la connexion du courant, ce qui est avantageux en raison de la grande intensité de courant nécessaire.
Précisément parce qu'ils ont une forme très compacte et sont sûrs, ces éléments chauffants conviennent très bien pour les fers à souder électriques. Ils peuvent aussi être utilisés pour les fours électriques, fers à repasser, etc.-
Dans la forme de réalisation préférée de l'invention, l'élément chauffant est incorporé dans un fer à souder. Celui- ci peut comporter une tige de soudage séparée et chauffée par Isolément, L'utilisation d'un élément tel que celui qui a été décrit, rend possible le remplacement rapide de la tige de soudage. Cette tige interchangeable peut se composer de cuivre électrolytique couvert d'une couche protectrice. Cette couche doit résister à la chaleur et à la corrosion. Elle
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peut être formée de chrome., de nichrome, d'émail, etc.
De plus, la tige interchangeable peut être simple- ment serrée par un coin ou une clavette.
La description ci-après, faite avec référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemple, fera bien compren- dre comment l'invention peut être réalisée.
La Fig. 1 est une vue schématique de l'élément chauffant.
La Fig. 2 représente cet élément développé, la posi- tion des différents traits de scie étant ainsi clairement visible.
Les Figs. 3a et 3b représentent le fer à souder dont la Fig. 3a est une vue en coupe par l'élément chauffant et la Fig. 3b une vue de côté.
La Fig. 1 montre une pièce cylindrique en matière résistante conductrice de l'électricité et.entaillée par l'incision 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 et l'incision 9, la, 6, 11, 12, 9. Par ces traits de scie l'élément est très simple- ment subdivisé de manière à rester cohérent et à former un chemin en labyrinthe suffisamment long pour le courant. Le parcours du courant dans ce cas est plus distinctement vi- sible sur la Fig. 2, qui montre l'élément de la Fig. 1 déve- loppé. Les chiffres de référence déjà mentionnés pour indiquer les incisions sont reportés sur la Figure 2, tandis que le parcours du courant est indiqué par une flèche.
Sur la Fig. 3a, 1 désigne l'élément chauffant auquel une forme légèrement différente a été donnée en vue de sa fixation dans le fera mais il est en principe identique à l'élément chauffant déjà décrit.
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L'élément 1 est fixé dans ce qu'on appelle le corps chauffant 2, fait en matière conductrice. Ce corps permet en outre la fixation de la tige de soudage 9, qui est serrée dans son alésage par le coin ou la clavette 10. La tige de soudage 9 est sujette à usure et peut être remplacée d'une manière simple.
Le corps chauffant 2 est serré entre les joues de sup- port 3, dont il est isolé. A cet effet deux coins 8 en ferro- chrome sont noyés dans le corps chauffant, avec insertion d'une couche de mica. Ces coins assurent en même temps une fixation isolée de l'élément chauffant 1 et du corps 2 et sont soudés plus tard à l'élément 1. Les organes d'alimentation du courant sont désignés par 5 et 5a. Les joues 3 font partie du support fixé au moyen de la bague 11 sur la poignée 6, avec interposi- tion d'une couche d'une matière isolante de la chaleur. Cette poignée 6 peut aussi, suivant une variante, être faite d'une matière mauvaise conductrice de la chaleur, du verre par exem- ple. Le boulon 4 serre les joues 5 sur les coins 8 et leur assu- re un bon contact.
Les fers à souder ainsi réalisés ont une forme très compacte et peuvent donc rendre de grands services pour les soudages à des endroits difficilement accessibles.
Le courant basse tension pour le fer est pris au secteur au moyen d'un transformateur.