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" Elément tubulaire blindé pour chauffage électrique "
Les éléments tubulaires blindés pour chauffage électrique connus jusqu'à ce jour et utilisés notamment pour les foyers de cuisson sont constitués par une résis- tance électrique entourée d'une gaine 'métallique étanche avec interposition d'un Isolant électrique réfractaire.
Généralement la résistance est constituée par un boudin cylindrique et la gaine affecte la forme d'un tube auquel, après mise en place de la résistance et de l'isolante on fait subir une déformation permanente : étirage ou rétreint de nature à réduire sa section grâce à quoi une
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compression énergique de l'isolant est assurée.
Toutefois, dans les éléments blindés connus, après déformation la gaine présente encore une forme cylindrique, de sorte que la dissipation de calories s'effectue également sur toute la périphérie ; cependant lorsque l'élément est employé pour chauffer une paroi, le fond d'un récipient par exemple, la partie de l'élément opposée à la paroi à. chauf- fer est à peu près inactive et les calories qu'elle dissipe sont mal utilisées.
La présente invention concerne un élément tubu- laire blindé pour chauffage électrique à résistance entou- rée d'une gaine métallique étanche avec interposition d'un isolant électrique réfractaire d'élément caractérisé pafce que la résistance électrique est constituée par un ruban . plié de façon à former un profil ouverteen U par exemple, la partie ouverte de ce ruban, qui dégage le moins de calories, était dirigée vers la région opposée à la paroi à chauffer, de manière à obtenir le chauffage maximum dans la région de l'élément qui fait face à la paroi à chauffer, tandis qu'au contraire la région opposée est relativement peu chauffée par la résistance.
L'invention s'étend aussi à d'autres caractéris- tiques ci-après décrites et à leurs diverses combinaisons.
Des éléments tubulaires blindés pour chauffage élec- trique conformes à l'invention sont représentés à titre d'exemple sur les dessins ci-joints dans lesquels : - La fig. 1 montre, -en plan, un ruban résistait avait pliage.
- La fig. 2 est une coupe suivent la ligne II - II de la figure 1.
- La fig. 3 montre en plan le ruban résistait après pliage.
- La fig. 4 est une coupe suivant la ligne IV - @
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IV de la figure 3.
La fig. 5 montre un élément tubulaire blindé avant la compression.
- La fig. 6 est une coupe suivant la ligne VI- VI de la fig.5.
- La fig. 7 montre l'élément tubulaire après com- pression et obturation.
- La fig. 8 est une coupe suivant la ligne VIII - VIII de la figure 7.
-La fig. 9 montre en plan un élément tubulaire cour- bé en U.
- La fig. 10 est une coupe suivant la ligne X - X de la figure 9.
- Les fig. Il et 12 sont des vues correspondantes respectivement aux figures 4 et 8 et montrant une variante de profil du ruban résistait.
- La fige 13' est une coupe transversale d'un autre élément tubulaire'blindé conforme à l'invention.
Les fig. 14 et 15 roprésentent deux coupes schématiques d'une presse à matricer permettant la fabri- cation facile de cet élément tubulaire, ces deux figures correspondait à deux positions successives des éléments de la presse.
Sur les figures 1 et 2, on voit en 11 un ruban résistant, établi en métal ou alliage de forte résistivité, présentant des découpures alternées 12 et 13 de manière à constituer des ondulations transversales planes. Ces découpures ne se poursuivent pas jusqu'aux extrémités du ruban, de manière à y ménager des pattes de connexion 14 et 15 présentant une section de passage de courant électri- que notablement plus grande que celle de la partie dé- coupée du ruban. Ces pattes de connexion peuvent être fa- çonnées selon toute forme appropriée, pour présenter la
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souplesse, la solidité et la commodité nécessaires.
La partie découpée du ruban a subi 'un pliage Ion-' gitudinal (figures 3 et 4) de manière à lui donner en coupe un profil ouvert. Il n'est évidemment pas nécessaire de . poursuivre le pliage jusqu'aux pattes de connexion. Cette opération peut s'effectuer de toute manière convenable, en une ou plusieurs phases, à l'aide de matrices appropriées.
Le ruban 11 ainsi préparé est introduit de la fa- çon habituelle, dans une gaine cylindrique 16 avec inter- position d'un isolait réfractaire convenable 17, de la ma- gnésie fondue pulvérisée par exemple.
On exerce alors sur la gaine une forte compression, dirigée suivant les flèches F, au moyen de deux matrices creusées, de manière à déformer la gaine en lui conférant en coupe un profil semblable à celui du ruban résistant, comme le montre la figure 8.A cette déformation, corres- pond évidemment une diminution importante de section trans- versale sans provoquer d'allongement sensible dans le sens longitudinal de sorte que le volume de la gaine se trouve réduit et l'isolant réfractaire 17 reste fortement comprimé.
Il est recommandé de ne pas exercer la compression sur toute l'étendue de la gaine et de laisser sens défor- mation les extrémités de celle-ci comme le montre en 18 et 19, la figure 7. Dans le cas particulier représenté, ces extrémités gardent ainsi une forme cylindrique qui facilite leur fixation dans les supports usuels.
De plus, cette forme cylindrique est éminemment propre à permettre d'obturer de façon étanche, ou presque, les extrémités 18 et 19 de l'élément en laissant saillir les pattes de connexion 14 et 15. Cette obturation peut être assurée de toute manière convenable, par exemple au moyen d'un ciment plastique avec ou sans utilisation d'un petit isolateur 20 en porcelaine, stéatite, mica, etc...
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en une ou plusieurs pièces. Un tel isolateur pénètre en partie dans la gaine et y est scellé par le ciment.
Il est manifeste qu'en cours de fonctionnement, la plus grande densité de puissance se trouve à la partie supérieure de la section de la figure 8, puisqutà sa partie inférieure le ruban résistant plié présente une ouverture longitudinale qui ne concourt pas au chauffage.
On réalise ainst une résistance électrique dissy- métrique par rapport à l'axe de la gaine et on concentre les calories principalepent dans la région de l'élément qui fait face à la paroi à chauffer, tandis qu'au contraire l'autre partie est relativement peu chauffée par la résis- tance.
On obtient ainsi pour chauffer une paroi, le fond d'un récipient par exemple, la meilleure utilisation des calories dégagées, en plaçant cette paroi en contact direct avec la partie supérieure de la gaine.
Pour adapter l'élément chauffant à la forme de la paroi à chauffer on peut le cintrer dans tous les sens nécessaires, tant que la paroi est plane le cintrage est effectué dans le plan des flèches F. Par exemple, comme le montrent les figures 9 et 10, l'élément est cintré en U, de manière que les extrémités 18 et 19 soient rapprochées l'une de l'autre, .ainsi ces extrémités peuvent être engagées dans un support commun 21 et y être maintenues par brasure ; le récipient ou la paroi à chauffer peut alors être posé sur l'élément.
Lorsqu'on veut augmenter la densité de puissance, dégagée à la partie utile de l'élément, on pratique dans la région médiane du ruban un ou plusieurs pliages longitudi- naux secondaires, comme le montre la fig. 11, où l'on voit en 22 un pli médian supplémentaire. Il est clair qu'on ob- tient ainsi une concentration de calories dégagées à la
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partie supérieure du ruban.
Lors de la compression transversale, on donne à la gaine un profil ovoïde correspondait à celui du ruban résistait ; la partie à grand rayon de courbure était la plus active & celle à plus petit rayon de courbure recevant le moins de puissance calorifique.
D'ailleurs il est' bien entendu que sans sortir du cadre général de l'invention on pourra choisir, pour le ru- ban et pour la gaine tous profils les mieux appropriés à l'utilisation qu'on désire donner à ltélément.
L'élément tubulaire blindé représenté sur la figure 13 comporte une gaine métallique étanche 16 à l'intérieur de laquelle est monté le ruban 11 formant résistance élec- trique, avec interposition d'un isolant 17..
Conformément à l'invention, cet élément tubulaire blindé présente en section droite la forme générale d'un tonneau.
.La gaine comporte deux plats symétriques l'un par rapport à l'autre, à savoir :
1 ) Un plat 24 ménagé en face de la partie cintrée du ruban 11, à l'opposé de la partie ouverte du ruban.
2 ) Un plat 30 symétrique du premier, et ménagé sur le bas de la gaine 16.
Ces deux plats assurent les fonctions et les avan- tages techniques ci-dessus indiqués, à savoir : a) Le plat 24 constitue une surface de chauffe importante avec la paroi à chauffer. D'autre part, la par- tie cintrée du ruban dégage le maximum de chaleur ; par suite, le plat et la partie cintrée coopèrent pour assurer une transmission active de chaleur de l'élément tubulaire vers la paroi à chauffer. b) Le plat 30 permet à l'élément tubulaire de reposer aisément sur un support d'une façon stable.
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@ L'invention s'étend à l'élément tubulaire blindé précédent, quel que soit le procédé utilisé pour la fa- brication de cet élément.
Toutefois, l'invention concerne aussi un procédé de fabrication qui est décrit à l'aide des figures 14 et 15 du dessin ci-joint.
On part d'une gaine 16 contenant une résistance électrique constituée par.un ruban blindé 11 à profil ouvert. La gaine 16 et la résistance 11 présentent l'une et l'autre des sections transversales circulaires (figure 14).
On engage l'élément tubulaire ainsi constitué dans une presse à matricer qui est constituée de la ma- nière.suivante : Un poinçon 25 et un contre-poinçon 26 présentent l'un et l'autre une extrémité de forme concave. et sont montés entre deux guides 27 & 28 à parois planes et peuvent coulisser entre ces deux guides.
On dispose l'élément tubulaire 16, 17, 19, sur le contre-poinçon entre les deux guides à parois planes 27, 28 ; on déplace alors le poinçon 25 suivant la flèche F ; l'action combinée du poinçon 25 et du contre-poinçon 26 exerce ainsi des compressions latérales sur l'ensemble de l'élément tubulaire circulaire (fig. 15), ce qui re- foule cet élément latéralement contre les guides 27, 28 à parois pianos.
Sous l'effet de cette compression, le ruban 11 prend une forme en fer à cheval, tandisque la gaine 16 prend la forme dtun tonneau constitué par deux parois à sections circulaires créées par le contact direct du poinçon 25 et du contre-poinçon 26 avec la gaine.
On donne avantageusement aux guides 27, 28, une face extérieure légèrement oblique, ce qui facilite après la compression le dégagement et l'enlèvement de l'élément
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tubulaire. Il suffit à cet effet de soulever légèrement ces guides. on réalise ainsi en définitive un élément tubulaire blindé pour chauffage électrique exactement conforme à celui représenté sur la figure 13 et décrit à l'aide de cette figure.