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"Appareil de chauffage et procédé pour sa, fabrication"
La présente invention comprend un appareil de chauffage électrique du type à résistance ga.inée, ainsi qu'un procédé pour sa fabrication.
Ces appareils sont utilisés depuis de nombreuses années et comprennent ordinairement un fil résistant hélicoïdal situé au centre d'un tube métallique qui constitue la gaine, la résistance étant isolée de la ga.ine par une masse de matière diélectrique qui est pressée étroitement
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dans la "aine et n.;¯i-to .Li.i:. de la -<-. 4 <.i à- r# 1; ,zn-<= hëlicoldale.
? : ?, .-;ainc est o z. i'J¯1 > ;u 1 j= a j:; a ,j¯t p o ;j ç .(= j¯ 1= . j=j par un tuLbe ; z , . -r F: Q ;1,3¯;;¯'ii..ù o i,g un tube n z 1 =¯= j¯ 1¯ =-¯ j ¯ i= tel ou'un q= : =;; , seudë n'ar ra'''''reche:'ent fi i;,1 o. l'8Ç::¯1 p z.4 m,i ab i¯ i ;:; ni#t. s.?, [q j=1= e , de ,±1 o i: t T q> = ', ¯'', z. 4 z j, ,s t nj:¯ e - q j- .l'i.!ol.3jTt cLoiv"'7\t % 1= ,= i:.t.ro# duit,':. il.>>5 1-:"a t?.il;' c:"'-':'11j l'cxtrér;'itë i tel tube z.jT¯s 1: < v. fl-ii.i= <#. o''L i ti,U; .m n .". ia .i- ]1, ; 1 "¯ r ,; é t oer,1= Ù.<i s> j¯ gj;¯<] e 1¯ - z,- i j=, Ù; s n ?.=c li . !r'-n",''''QT " -;>'" i : ; < x ¯...¯l j'"o =i¯,:.i;J " é o i::zi on le c s .¯:.i i , de to3J.-.;s r6sist.:..cc": <:: z 5-in-à r- après l'aHnbla.o e <.j¯.oe la #Ô s 1 s 'i ra#ir= r, i=o iré ,- fl¯ m,,, , i¯ t 1¯ z o 1¯ .=,im¯>i el 82lE3 le c t v 1> o , so:.'!.t ré <,jc; #> :-i:x ;
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Dans un but d,<; clirlG ccpcndc.tj l'invcntinn nst clécritc dans son ion l'Il rapport avec In a <i¯q jm z¯ j¯ zj¯e elià 1 r ai - r8 do se s tique.
La =>1-zl-i;,- chauffante ou l'ëlënont de eha,ia¯P;r;,gr= d'une cuisinière ëlnctriqu'5 dn type ordinaire co'o.prcnd un ou plusieurs r8,cl.itol1rs a. rësistancn n j; n, 1 >4 courbëc ou enroulée dans un plan horizontal plus ou..''"'oins en forso (le serpentin. Quand 'oluBieurs s à t ;>, ;, m de chaTLffc sent prëfërabiGS, c o i%1;> cela est presque ;; i a i = ¯; o ;¯ir le r= a a , , au soins ëL8tU radiateurs z à résistance ce #.;
a¯ j¯ n<1 sent ordi- nairement enployës et leurs cxtrëiritës sent connectëes 8. clos lignes d' , ài i n o i;t a, t i o n au moyen d'un r= o i i j;iu¯j .,,t = .ur
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qui permet la connection sélective des résistances d'un certain nombre de manières différentes pour assurer dif- férentes intensités de chauffage,, de tels commutateurs permettant ordinairement la connexion des résistances au choix en série ou en parallèle ou la connexion d'au moins 'une résistance individuellement avec la source d'alimenta- tion et si un conducteur à trois fils est utilisé avec un potentiel élevé et un potentiel bas, l'un et l'autre potentiels peuvent être au choix appliqués aux résistances en séxio,
en parallèle pu à une résistance individuelle pour assurer des variations de chauffage supplémentaires, comme il est indiqué dans le brevet No 2,317,967.
Dans certains cas cependant, la variation du dégagement de chaleur est obtenue par une commande horaire par laquelle le courant de la résistance est interrompu à plusieurs reprises à des intervalles réguliers d'une durée réglable à volonté, et dans ce cas une seule résis- tance seulement est nécessaire et une borne à une de ses extrémités est reliée par l'intermédiaire de la commande horaire à une ligne d'alimentation et une borne à l'autre
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extrémité est copnnctéc c: l'autre 1ì>ie l' alirnoYl,tatioI1.
La présente invention, comme il a été dit pré- cérl0Y.').jjlent, 80 rapnortc 8. un radiateur à résistance -ai¯ne::, particulièrement du type à gaine tubulaire préformée et utilisant deux ou plus de deux résistances hélicoïdales ou une ou plusieurs résistances hélicoïdales et un conduc- teur de retour enfermés dans une seule gaine'.
Les deux (ou plus de deux) hélices peuvent avoir pratiquement la même résistance et être parcourues par des courants de différen valeurs -au moyen de connexions différentes avec la source d'alimentation de la manière expliquée ci-dessus., ou les
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hélices ]J8UV011t avoir ds caractëristimios de résistance 1; ; 1, g c1, ;¯ =ç=:1.i 1 =.. :-:=r¯t r= z pour assurer ds ét:J..8 o s; ; in j> 1- é :.#.< T =it .;. :i. fl= r 11¯ > rî,¯g,;i¯[=:" e De .i ia,o > ##1; z. e#., s# ..; o.utrns s; i-io <?,5- :1?:1, c .fl, i :1- o =#. z r, 1: cc!'''"b'!''*n'!# so'ns s 8011.t .r i o gj s; j ¯ 17 1¯ r= s , e i¯= i i¯ )-, 1¯ fl ¯ 1 y: ;=i= t, niLisiours z i' Ô x 5- 5 t f>,? "¯ fl n i ;: ;, ; , :, :.; & :. ; .-: r: ; ,, r- - j ccHs#c c o .-: ::.
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Un <i;-,t.i=c ob Ft ont tIn nrëvoir 11.2":l i=a.1-5¯?.i;n<?.r éloct3?iqu.e ayan-t toutos les propriétés, et tous les c.van# tagcs d'une pluralité de = ii s < q i= z xi j <., z r = / ;.. ± r- s i nf c' j K ni d* m 1 1 P - E1811t !.'J.is ir-corporéos llj¯r¯s i.'cn. sC"ll1..10 ,:,iifl-o, et <:.u,j- ;;-..av.t 0tro plico, avoo les rpsictauces a. 1-'ir.tR]?iour, on. i'o z'":",,2 do = s ; r.;, ;oe j? l= 1 zj ou- aLtros g j ;.i ]¯ o #.i¯ ce ç s > ., est r.éccsnai't"c. sar-s dëplaccL:.pr.t relatif deo resisteccs ± 1;. 1 ' 1 #;1# <5 1: "- T v r 15#1 autre ob i0t est de prévoir 'L'ji -<.<?.E.I.::fl'oi.:.3:
COk.1- + , , n :> g iù¯zro plairai i té de) résistances;, g:¯i =1. i# o 1¯ j : i j=.o ;=o J; o a tous les usa.p:s d'ur-c pluralité' do J:'8fli::::t 01)¯I' 1; ir<1 s à- 1; t ao-- ce ,air-e0j ç= t qui scit plus simple et i > 1!- i . s à e o 12 = 1:; 1. ? i; à fabrinucr et C:llj- soit plus CO;.rlI1Qct Uu ob -,t est de ifii=>..i;.iql:1:te 2t - toutes les bOl'IlCS d'être locnJjsé08 2. mi-c o arl: =t. é ;#: fi¯ t é dp la m. x.F,ia.Q da.'n.s un éJé];1(2lt Cil f';ainë t'ubulairc .nré=i'o>=mé et cle pei,i,ie ii=#.a à l'autre oxtrëriitë d,-, 111 :o;':tL,o d'être con:nJèt.8- rcont fornëc.
Un autr ob-'-?t est de nrëvoir Tu'', ir?.<,l,1¯#1.<xcii¯a: a. plusieurs s ré s 1 1 t wfl¯e c nt a p'ainc uj'!.iaun e ]? ré ;fo n.m é T , d'une
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adaptation très souple;, d'une vie longue., particulièrement avantageux dans le domaine culinaire domestique et utili- sable avec de nombreux dispositifs de commande ordinaires.
Un autre ob;et est de prévoir une résistance gainée qui :soit plus propre à un montage à pivot que les résistances gainées utilisées jusqu'ici.
Un autre objet encore de l'invention est de prévoir un procédé de remplissage ou de charge de la gaine enveloppante avec une pluralité de résistances hélicoïdales et la matière diélectrique, d'une manière qui assure une lo calisation précise des résistances dans la gaine et une isolation adéquate entre les conducteurs de courant res- peètifs et aussi entre ceux-ci et la gaine métallique.-
Un autre objet enfin est de prévoir un précédé pour la fabrication du nouveau radiateur d'une -façon simple expéditive et économique.
En plus de ces objets et d'autres en vue, l'in- vention comprend la combinaison et l'arrangement nou- veaux des parties, et les manières d'effectuer ceux-ci, décrits complètement ci-après..
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, plusieurs formes dtexécution de l'objet de l'invention.,
Figure 1 est une vue en plan d'une unité de chaula fage électrique d'une cuisinière, constituant une première ; forme d'exécution;
Figure 2 est une coupe verticale selon la ligne 2-2 de la figure 1;
Figure 3 est une vue en plan d'une unité de chauffage d'un fourneau, selon une deuxième forme d'exécu- tion ;
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Figure 4 est une coupe verticale par la ligne 4-4 de la figure 3;
Figure 5 est une vue on plan. d'une unité de chauffage selon une troisième forme d'exécution; Figure 6 est une élévation latérale de l'unité de la figure 5 ; Figure 7 est une coupe selon la ligne 7-7 de la figure
Figure 8 est une coupe verticale composée., à une
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échelle e ,izr aliài c , montrant une réalisation des unités s 4-o chauffage et comportant les éléments conducteurs et la matière diélectrique;
Figure 9 est une coupe transversale horizontale
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selon 10. ligne 9-9 di la figure 8; Figure 10 est une vue en plan d'une unité de
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chauffage d'une cuisinière, selon une autre forme à' q>=écu-- tion., comprenant trois résistances hélicoïdales dans uns seule gaine et,
Figure 11 est une vue en plan d'une autre forme d'exécution dans laquelle trois résistances hélicoïdales et un fil de retour de faible résistancesent tous enfermés dans une seule gaine..
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Comme indiqué précédemment, l'essentiel de l'in- vention résida dans l'emploi de deTU!. résistances hé1:i.coï- à.alrs ou plus., ou d'une ou plusieurs résistances et d'un conducteur do retour placés dans mie seule gaine métx,1-1-îqi,ie tubulaire préformée. Sous son aspect le plus sieJlc.. comme représenté sur 1 ;, figure 1., l'élément de cl18X'.ff,':v:;e peut avoir deux extrémités ouvertes ou 8 bornes avec les ¯ .,15- tances connectées ensemble dans la gaine par une seule
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borne qui se prolonge o,l:
\dc1e, de l'extrémité de la gaine.,
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de sorte qu'un seul conducteur peut être employé pour la, connexion appropriée du commutateur de commande, les bornes des résistances situées à l'autre extrémité de l'élément étant séparées et connectées séparément au commutateur.
Dans d'autres formes d'exécution, comme sur les figures 3 et 5, toutes les bornes peuvent être localisées à une extrémité, et dans ce cas l'extrémité opposée de l'élément est scellée et les résistances connectées ensemble à cette extrémité et connectées aussi à un conducteur devretour qui est également enfermé dans la gaine unique et qui sort à l'autre extrémité, ou extrémité des bornes de l'élément pour constituer la troisième borne.. il est possible égales ment, selon l'esprit de l'invention, d'employer une troi- sième résistance hélicoidale, avec ou sans fil de retour à faible résistance, comme sur les figures 10 et 11.'
Pour la compréhension de l'invention dans sa forme la plus simple, il faut se référer aux figures 1 et 2.
Une gaine métallique tubulaire préformée unique 10 est enroulée en forme do serpentin et comprend deux extrémités ouvertes à bornes. 11 et 12 respectivement'*. Cet élément se présente enroulésonsforme de serpentin pour donner un élément de chauffage horizontal pour l'emploi dans les ouvertures de chauffe des couronnes des cuisinières élec- triques. Selon la pratique courante, l'élément est de préférence aplati à sa surface supérieure comme indiqué en 13.
Deux fils résistants hélicoïdaux 14 et 15 sont placés dans la gaine 10 , ces fils ayant une résistance électrique relativement élevée et étant d'un métal ap- proprié, comme le Nichrome. Les résistances 14 et 15 s'étendent tout au long de la gaine 10 pratiquement parallé-
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l0D18JJ.t et sont complètement noyées dans une masse l6 d'une matière diélectrique ou isolante;, telle que l'oxyde d? magnésium ou le périclassc co,r,u¯ïçy7r:nt employé.
Le clié- lectrique 16 est ordinairement placé dans la, ,;';aino 10 après la mise en place des résistances 14 et 15 dans cette gaine, sous forme d'une poudre ou d'un. agrégat finement divisée et il remplit complètement tous les espaces entre les
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résistances, et entre et dans les enroulements de celles- ci,' et aussi entre les résistances et la gaine métallique 10.
Par un procédé progressifapproprié, lediélectrique est pressé en une masse dense et dure, et maintient des conditions appropriées d'isolation entre les résistances respectives, les enroulements de celles-ci et entre les résistances et la, gaine. Cette compression en une masse dense et dure peut être effectuée alors que la gaine est rectiligne, après quoi cette dernièreest pliée en forme
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éLe serpentin ou autre., mais on préiére, tandis que la gaine est rectiligne,
comprimer seulement l'isolant suf- fisamment pour maintenir les résistances on place lors du pliage en forme de serpentin ou autre et comprimer complètement l'isolant après le pliage en aplatissant 1'élément.'
A une extrémité à bornes 12 de l'élément de chauffage., chacune des résistances 14 et 15 est connectée;
, dans la masse du diélectrique 16, à un fil à faible ré-
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si,staiie? formant une borne, les deux fils étant désignés respectivement par 17 et l8, et S8 prolongeant adclclè, de l'extrémité du tube. A l'autre extrémité Il do l'élé- ment de chauffage, les extrémités des résistances res- peet5---res 14 et 15 sont connectées ensemble èL'une:
manière
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appropriée, au moyen d'une bride ou d'un fil à faible ré- sistance 19, auquel est connectée électriquement une borne de faible résistance 20 qui se prolonge au delà de l'ex- trémité du tube'. Comme on peut le voir, toutes les con- nexions et les bornes 17, 18 et 20 sont situées dans la masse du diélectrique 16 afin que les éléments sous ten- sion du dispositif soient complètement noyés dans la ma- tière isolante,,
Comme on le voit clairement sur la figure 1, les trois bornes 17, 18 et 20 sont prévues pour.être connec- tées aux bornes d'un commutateur ou d'un dispositif de commande à trois bornes, ces connexions étant indiquées shématiquement par les références 21, 22 et 23.
Quand ces connexions sont établies avec un dispositif de commande approprié, tel que le commutateur décrit dans le brevet No.
3,317,967 déjà cité., un certain nombre d'intensités dé chauf fage peuvent être obtenues.- En d'autres termes, !'élément de la figure 1 peut être relié à un commutateur à trois bornes et utilisé de la même manière qu'un dispositif de chauffage de cuisiniers ordinaire utilisant deux éléments de chauffage à résistance gainée séparée.- Dans cet emploi, le présent dispositif peut assurer toutes les fonctions et possède tous les avantages des éléments anciens, et il est plus compact et d'une fabrication plus économique.'
Une autre forme de l'appareil est représentée sur les figures 3 et 4.
Ces figures montrent une gaine métallique simple 25 , enroulée horizontalement, pratique- ment en forme de serpentin avec une extrémité à bornes ouverte 26 et une extrémité fermée 27, cette dernière se trouvant de préférence près du centre de l'enroulement.' Pour être plus efficace, cet élément est aussi aplati de
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préférence sur toute s-'L surface sUl)érim1.-:r', comble indiqué on 28.
Le présent élément cOi,t7.^.1.C1 é.a;alemnt au Moins doux rép,j.strmC:08 hélicoldajes 29 et 30 s'étendant naral- lèlement sur toute sa longueur, noyéos et isolées dans la matière diélectrique 31. A l'extrémité ouverte 26 de l'é-
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lcmcl1.t, les J:ésiF1ttll1.8r;.) sont ?.>aita+iÔ,mi=; (Le ]1;,1 jl,tI1.L(;;:-(>0 ordinaire à dos bornes j2 ot 33 de faible résistance.
L'extrër'iité opposée ou intéricuro do la :o:aÍl1e 25 est complètement fermée et scellée par un capuchon métal- lique 27. Près de cette extrémité fermée et dans l'élément, les extrémités des résistances 29 et 30 sont reliées clce-
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triqu8m:mt par une bride ou un autre conducteur approprié 34 l'une à l'autre et à un fil de retour à faible résis- tance 35 qui s'étend sur toute la longueur de l'élément;, étant complètement isolé des hélices 29 et 30 et du tube 25 par la matière diélectrique 31.;
et à l'extrémité ouverte 26 de l'élément., ce fil est connecté à une troi-
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siève borne 36, le dit fil de retour 35 étant de préféren- ce tordu en hélice de façon que les enroulements successifs ou les spires soient largement espacés comme représenté sur la figure 8.
On obtient ainsi un élément de chauffage à deux
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résistances dans lequel une extrémité do cha'que résistance 32 et 33 peut être reliée à une borne d'un commutateur et dans lequel les résistances hélicoïdales ont leurs autre;:;
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extrémités reliées ensemble en 34- ct aussi un fil de rie- tour 35 qui fournit la troisième borne 36 pour la connexion à un dispositif de commande approprié à trois bornes. Dans
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ce cas, les connexions et le :
fonctiOlE'()11lent de l'élément
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de chauffage sont identiques à ceux exposés à l'aide de la figure 1, et 'un commutateur approprié, tel que celui décrit dans le brevet cité,plus haut, peut relier les résistances 29 et 30 de différentes manières pour assurer différentes intensités de chauffage.-
Dans l'un et l'autre cas, il est prévu un élément de chauffage à gaine unique simple qui possède toute la flexibilité et tous les attributs d'un élément ordinaire , composé de noyaux individuels séparés, et qui est plus simple, plus compact et plus économique.
Une autre forme d'exécution de l'invention est représentée sur les figures 5,6 et 7 qui montrent un élément de chauffage particulièrement'approprié à des usages domestiques, par exemple pour des cafetières élec- triques du type connu- Dans de tels cas, il est préférable de prévoir un chauffage fort pour faire bouillir l'eau et 'Lui chauffage faible pour maintenir la température ac- quise, mais à cause de la faible surface de chauffage et des limites pratiques du pliage de la résistance'gainée, il est impossible d'employer deux résistances gainées afin d'assurer les deux chauffages désirés @ et en conséquence la plupart des dispositifs de chauffage destinés à cet usage comprennent seulement un seul étage de chauffage élevé'..
L'appareil décrit s'adapte cependant tout à fait. bien pour fournir un élément de chauffage unique qui permet les doux étages de chauffage désirés, fort et faible, pour une cafetière électrique ou autre application, tort en n'utilisant que le courant ménager à deux fils et à 110 volts dont on dispose ordinairement. Ainsi la présente forme d'exécution utilise une seule gaine tubulaire métal-
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lin110 ::,,'é:E'OT.'W";0 ? 4 ( enroulée horizontalement ''i1 cercle et ayant i,,-.C extrémité 01 bornes ouverte i"'2i¯)¯iFC vers le bas;, comme indioué en 41.
Cet élément utilise deux ré sis# toncen i?Fl i¯CC)1r?.r..C 42 et 43 q;=-5- n'étendent sur toute la lonu-eur <1:> l'élément et nui sor.t. noyé 0[3 da:;s la Ha tièr 0 diéloctrimic 44 de 1.?. r'l2..Üère 'I7 i¯'CC:.C7¯;::;:;nllt C.F;C.Y¯'1 t^.
L'extrémité opposée de l'élément CHt el" préfércnco cO!!lIJriS0 dans le e ol m-1- du cercle., et elle est fermée et scellée en 45, de T?1¯'éf'r'¯r¯ 3i?CC; par 1.111 capuolion :l1étcllic!.i.o Sur elle. CO:::''lD10 Gsroliqué pour la formo d'oxécution précédente les hélices 42 ost 43, à leurs extrésités s .d;
acc uto à l'extrémité fonée 45 à. l'élGl'l8Et, sont reliées' ons0']Jl1Jlo par une connexion électriciue 4G9 qui, a son tour., est reliée à l'cxtrénité, intérieure d'un fil de retour 47 à faible résistance qui est de préférence tordu on hélice comme représenté sur la figure 8 et qui s'étend sur toute. la longueur de l'élément et sort par l'extrémité ouverte 41 sous :forme d'une borne 48 de fil de retour..
Les bornes 49 et 50 des hélices respectives 42 et 43 sortent de lamôme
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iTii:Lière de l'extrémité 41 de isolément.' On obtient ainsi un dispositif qui, par sa structure mécanique, est pratique ment le E18mo que celui -représcité¯sur la figure 3, en ce sens qu'il comprend deux résistances hélicoïdales s'é- tendant à travers l'élément et connectées toutes les deux à leurs extrémités intérieures à un conducteur de retour commun s'étendant également à travers l'élément et four- nissant une troisième borne à l'extrémité ouverte de celui-ci.
Quand il est employé dans une cafetière élec-
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trique eepcndoit, l'élément selon la présente forme d'exécution comprend des.hélices 42 et 43 ayant des résis=
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tances électriques très différentes. Dans ce cas, on a détermine qu'une énergie électrique d'environ 660 à 700 watts est nécessaire pour l'ébullition, tandis qu'une énergie de seulement 70 watts environ est suffisante pour maintenir une température chaude. En conséquence, dans la présente forme d'exécution, les résistances électriques des deux hélices 42 et 43 sont établies de façon que ces deux énergies puissent être réalisées approximativement par la connexion de l'appareil à un réseau d'alimentation à 110 volts.
Dans un tel appareil, 1'enroulement le plus intérieur 43 peut avoir une résistance telle que lorsqu'il est connecté seul à un réseau de 110 volts, la puissance qu'il absorbe soit approximativement de 660 à 700 watts.
Avec un tel dispositif, l'autre hélice 42 doit avoir une résistance relativement plus élevée pour donner une ca- pacité d'environ 70 watts quand elle est connectée seule à la source de courant. Ainsi, en agissant simplement sur un commutateur à genouillère ou sur un sélecteur à deux fiches de connexion sur le réseau d'alimentation, l'hélice 43 pour le chauffage fort peut être mise sous courant en connectant la borne 48 du fil de retour et la borne 50 de l'hélice 43 au réseau d'alimentation.' Au moyen du commutateur ou en changeant la connexion à fi= chas, la résistance 43 peut être mise hors circuit et la résistance 42 pour le chauffage faible peut être mise en circuit en connectant la borne 48 du fil de retour et la borne 49 de la résistance 42 au réseau d'alimentation.
Ainsi...., par une simple manipulation, un chauffage fort est assuré Par la résistance 43 et un chauffage faible
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par la résistance 42.
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Dans certains cas il peut 4f=r= pr 18ér.:ibl,o pour In chauffage fort de mettre sous io.L1r.a*,,Ji les deux rësis- tances en }Ji.1.r'lllèlc, ce qui produit un. chauffée 1,é,?iére- ment supérieur à celui donne par la résistance 43 seule., et les deux résistances peuvent 0tro .alimentées en série pour donner un chauffage légèrement inférieur à celui
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donné par la résistance 42 sc:z7.c, et ces possibilités de chauffage peuvent être prévues avec les trois bornes dos fi3;urcs 5 et 6.
Dans chaque cas il est IH'ÓVU un élément do ?ha.ai :ra';e cOTIlIJact tl-t efficace utilisable nvoc une simple source de courant à deux fils et capable d-.<>,zsar<?r au moins deux étages désirés de chauffe.
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Pour 10, fabrication dns éléncnts selon la pré- sente invention, l'isolaaat, les résistances ct 10 fil do retour sont disposés dans la gaine tlxb-ai=.e nufmd colle'-. ci est en ligne droite, et avant que 1 orsei;lb î soit enroulé en forr,ie do serpentin, de cercle pu. en une autre forme, et si l'élément est aplatiil l'est ordinairement auprès cet enroulement.. Dans ce procéder les résistances et le fil de retour sont soutenus à leurs extrémités opposées pour les maintenir pratiquement dans la position qu'ils doivent occuper.,
l'isolant est amené graduellement à l'extrémité supérieure du tube.. et un tampon comprenant des ouvertures pour recevoir les résistances et le fil, de retour de'façon à leur donner une position précise
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dans le tube, est soumis t1.
un mouvement de va-ct-vÍont et graduellement élevé pour comprimer l'isolant à l'intérieur et .autour des résistances et du fil de retour,
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pratiquement de la même manière que la résistance simple est noyée dans l'isolant dans Lui tube selon le procédé décrit dans les brevets américains Nos 1,359,400 et 1.'547.335.
En se reportant à l'élément de la figure 1, supposons que la gaine 10 soit sous forme d'un tube rectiligne à extrémités ouvertes, ce tube est placé dans une machine à charger et les deux hélices 14 et 15, avec leurs extrémités jointes par une bride 19, sont placées dans la gaine et fixées par le dispositif de fixation de la machine à charger au moyen de la borne 20.
On emploie alors deux tubes de centrage, de préférence joints ensemble longitudinalement comme un canon double de fusil de chasser chacun de ces tubes entourant une des résistances hélicoïdales 14 et 15, et l'élément est chargé avec la matière isolante, les deux tubes cen- tralisateurs étant progressivement retirés quand l'é- lément se remplit, selon le même procédé qui est suivie. dans la construction d'un élément à résistance unique.
Il est évident que la gaine peut être, après la charge temporairement scellée ou bouchée aux deux extrémités, de la manière habituelle et ensuite pressée pour comprimer plus fortement la matière isolante, après quoi on peut donner à l'élément la forme et la disposition représentées sur la figure 1. Ensuite, selon la pratique connue. l'é- lément enroulé peut être aplati à sa partie supérieure au moyen d'un marteau-pilon, et les éléments de fermeture sont alors retirés de la manière usuelle., Lors-de l'apla- tissement, les résistances qui étaient à l'origine cylin- driques, sont déformées quelque peu transversalement,
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comme représenté sur les figures 2 et 4, conformément à la déformation transversale de la gaine.
Différents problèmes se posent cependant Quand on fabrique les éléments selon les figures 3 et 5 et dans lesquels une extrémité de l'enroulement est scellée à demeure et toutes les bornes sortent à une extrémité do l'enroulement. La description qui suit, à l'aide des figu- ros 8 et 9, se rapporte à un procédé simple et rapide pour remplir et charger les éléments à une extrémité scellée et expose aussi une construction particulière d'un élément à extrémité scellée, qui est à la fois nouvelle
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l^ aVD.2).ta:,:,;eusr;.
Sur la figure 8 est représenté, à une échelle agrandie:, un élément de chauffage qui peut finalement recevoir l'une ou l'autre des formes représentées sur les figures 3 et 5, ou toute autre forme désirée. Cet élément est représenté en coupe composée à un stade de la fabri- caticn où il a été chargé, bouché, et où il est prêt pour l'opération usuelle de compression destinée à comprimer l'isolante saufque dans la moitié inférieure de cette figure, les tubes centralisateurs et le tampon sont re- présentésalors qu'ils fonctionnent pondant leremplissage.
La description suivante concerne los stades de fabrication dont est résulté l'état de l'élément représenté sur la figure 8 à sa partie supérieure.
Cette figure montre un tube ou une gaine 51 rectiligne qui, à l'origine, est un tubeouvert aux deux extrémités. Au début de la fabrication de cet élément., le tube 51 est alésé à une extrémité comme représenté on 52
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pour recevoir un bouchon ou un disque 53 constitué par une matière céramique ou une autre substance ayant des propriétés isolantes. Comme on peut le voir clairement, le bouchon 53 s'appuie contre l'épaulement 54 produit par 1'alésage.
Dans l'élément de chauffage de la figure 8, il est utilisé deux résistances hélicoïdales 55 et 56 com- portant chacune un fil de retour 55a et 56 a respectivement qui est simplement une portion rectiligne ou presque rec- tiligne du fil hélicoïdal respectif et qui peut être ob- tenu lors de la fabrication de l'hélice en munissant celle-ci d'une longueur rectiligne de fil à une extrémité, suffisamment longue pour qu'elle s'étende en arrière à travers la gaine 51 jusqu'à l'autre extrémité de celle-ci;
De préf'érence cependant l'hélice est prévue d'une longueur légèrement plus grande que nécessaire, avec un nombre suffisant de spires supplémentaires à son extrémité, de façon que ses spires supplémentaires puis- sent être étirées à l'extérieur pour être presque rectili- gnes et servie de conducteur.de retour, une légère torsion ou une spirale étant maintenue dans le conducteur de re- tour pour supporter tout effort d'élongation qui peut se produire dans la suite de la fabrication de l'appareil de chauffage ou lors de son emploi.
Le disque de céramique 53 présente une ouver- turc 57 alignée avec la résistance 55 pour recevoir le fil de retour 55a, et avec une autre ouverture 58 alignée avec la résistance 56 pour recevoir le fil de retour 56a, et ce disque comprend une autre ouverture 59 convenablement espacée . des ouvertures 57 et 58, à travers laquelle les
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deux filsde retour 55a et 56a sont repliés conjointement
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pour Jt'e;;0niÍ':' ensemble à l'autre extrémité de la gaine 51 où ils sont rattachés ensemble à la borne 66.
Les extrémités opposées des résistances 55 et
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56 sont reliées électriquement à des bornes 64 Et 65 à faible résistance do la manière ordin.^irc9 ces bornes se prolongeant au delà de l'extrémité de la gaine 51, comme c'est le cas aussi pour la. borne 66 des doux fils de retour 55a et 56a.
L'assemblage des résistances, des fils de retour, du disque de céramique et des bornes est inséré dans la
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gaine 51, le disque 53 s'appunt contre l'épaul ornent 54 de l'alésage 52., et les bornes 6, 65, et 66 se prolon- géant hors de l'extrémité opposée de la gaine., après quoi l'ouverture alésée au delà du disque de céramique 53 peut être remplie avec l'isolant 70 et fermée par un disque ou un capuchon métallique 71 sur lequel les bords de la gaine peuvent être sertis en 73 pour maintenir le disque en place,
L'assemblage est alors placé dans une nachine à
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char,.'3;or ap:;'Jl"oprié 0, l! o::;::
trémité supérieure ii.i la gaine étant dégagée, comme on le verra plus loin. Dans la machine
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à charger, des dispositifs appropriés , contrepoids ou à ressorte sont reliés li travers les tubes de centrage res- pecti¯'s aux bornes 64, 65 et 66 et ?c.intic:=.cît les résis- tances respectives 55 et 56 et les fils (le retour 55a et 56a sous une tension telle qu'ils s'étendent à travers la gaine parallèlement. Des tubes de centrage ou des tam-
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P'OI10 ^.ß)=r0-¯)rléS, tels qu'ils sont ordinairement employés piliur la charge d'un élément a résistance unique:
, entourent chacune des résistances hélicoïdales et un tube de centra-
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ge similaire entoure les deux fils de retour,' Dans la machine à charger, de l'oxyde de magnésium en poudre s'écoule dans la gaine à son sommet et tombe au fond du tube autour et.
à l'extérieur des tubes de centrage.' Comme il a été dit précédemment, ces tubes de centrage, sont retirés progressivement quand la gaine se remplit de pou- dre isolante, de sorte qu'à la fin de l'opération la gaine 51 a été remplie d'oxyde de magnésium en poudre approxima tivement jusqu'à son extrémité supérieure et que les tubes de centrage ontété complètement retirésPar suite de la vibration ou de l'agitation produite par'la machine à charger, et de l'effet de tamponnement ordinairement produit par les tubes centralisateurs, l'isolant pulvérisé remplit complètement la gaine et l'intérieur des résis- tances hélicoïdales et les espaces entre les enroulements de celles-ci.
La disposition préférée des tubes de centrage est représentée sur les figures 8 et 9. Cette disposition comprend trois tubes 75, 76 et 77 placés'parallèlement et pourvus à leurs extrémités inférieures d'une tête de tampon 78 comportant des ouvertures dans lesquelles les extrémités inférieures des tubes 75, 76 et 77 sont fixées.
Ces tubes entourent respectivement les hélices 55 et 56 et les fils de retour 55a et 56a. Cette tête de tampon 78 comporte des ailettes ou oreilles 79 qui servent à mainte nir la tête de tampon et les tubes 75, 76 et 77 dans une position appropriée dans la gaine 51 et, par un mouvement de va-et-vient, compriment la poudre isolante au-dessous d'elles, les espaces entre les ailettes ou oreilles 79 permettant à la poudre de passer au-dessous du tampon qui
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s'élève progressivement quand la poudre s'accumule et qu'elle est presses au-dessous.
La poudre est ainsi amenée et comprimée dans les enroulements des helices et autour de ceux-ci et autour dcs fils de retour pour ronplir complètement l'espace dans la gaine et pour maintenir les résistances espacées les unes des autres et des fils de retour dans une.position prédéterminée et les fils de retour et les résistances espacés de la gaine dans une position prédéterminée.
Pendant le fonctionne- ment de la machine à charger, la gaine 51 est mise en vibration et les tubes de centrage ou tampons 75, 76 et 77 sont alternativement levés et abaissés, tout en étant graduellement retirés hors de la gaine quand celle-ci se remplit, et ainsi la poudre isolante est à, la fois secouée et pressés pour donner une masse aussi dense que possible.
A la fin de l'opération de la machine à charger, un disque métallique 67, comportant des ouvertures appro- priées pour loger les bornes 64, 65 et 66, est inséré à l'extrémité supérieure de la gaine contre la surface supérieure de l'isolant comprimé, et les parois de la gaine sont serties de chaque côté du disque 67 comme in- diqué,en 68 et 69, pour maintenir le disque solidement en place pendant l'opération subséquente de compression.
Ceci complète la formation de l'élément chargé rectiligne, prêt pour la compression., comme représenté sur la figure 8.
L'élément chargé est ensuite soumis à l'opératior de compression qui réduit lediamètre do l'élément at en- traine ainsi ru certain allongement de la gaine. Il s'a- git d'une opération usuelle qui sert à comprimer la ma-
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tière isolante en une masse dense et dure. Elle se fait ordinairement dans une machine à comprimer ou par passa- ge à travers une matrice appropriée.
A la fin de l'opéra- tion de compression, l'extrémité supérieure de la gaine est coupée à la hauteur de la surface sertie 69 et cette partie, avec le disque métallique 67, est séparée de l'é- lément, laissant l'extrémité supérieure de celui-ci ouverte mais remplie pratiquement jusqu' au bout de la matière isolante qui est devenue une masse solide assez dure pour qu'aucune pièce de retenue ne soit nécessaire dans l'ex- trémité de la gaine tubulaire, les bornes 64, 65 et 66 sortant à cette extrémité.- L'élément rectiligne peut tre alors plié à la forme désirée, telle une des formes repré- sentées 'sur les figures 3 et 5 et peut être aplati à sa. partie supérieure si on le désire:.
On obtient un élément simple.compact sous forme d'un élément de chauffage unique, qui contient cependant plusieurs résistances et qui peut s'adapter de toutes les manières décrites jusqu'ici pour assurer plusieurs étages de chauffe. On a trouvé, que grâce à la dureté ou à la densité de l'isolant comprimé, les résistances et les fils de retour en dépit de la cour- bure de l'élément selon des formes variées, gardent leur espacement relatif et leur parallélisme et n'entrent pas en contact ni ne se raccourcissent en aucune manière.
En plus des formes de l'invention décrites Jusqu'ici, il peut être prévu sur les mêmes principes un appareil de chauffage à gaine unique comprenant plus de deux résistances, comme représenté sur¯¯les figures 10 et 11 qui montrent des éléments de cuisinière électrique utilisant trois résistances.
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En se reportant à la figure 10, l'élément repré- sente,est un élément chauffant de cuisinière électrique enroule et ne comprenant qu'une saule gaine métallique 80 comprenant doux extrémités ouvertes ou extrémités à bornes 81 et 82.
Trois résistances hélicoïdales 83, 84. et 85 s'étendent à travers la gaine., celle-ci étant remplie d'un isolant comprimé comme décrit précédemment., A l'in- térieur d'une c@trémité 81 de l'élément les trois résis- tances s.ont connectées électriquement ensemble, par une pièce de connexion 86, qui est à son tour connectée à la borne 87 à faible résistance constituant l'une des bornes de l'élément.
A l'autre extrémité 82 du radiateur les trois résistances sont pourvues de bornes séparées 88, 89 et 90 respectivement, et ces bornes se prolongent au- delà de l'extrémité de l'élément en trois bornes séparées.
Ainsi l'élément selon la présente réalisation comporte quatre bornes séparées qui peuvent être connectées à un dispositif do commande d'un. type connu qui peut mettre sous courant les résistances 83, 84 et 85 de différentes manières a partir d'une source d'alimentation à trois fils.
La figure 11 montre une réalisation de l'inven- tion similaire à celle représentée sur la figure 10 mais dons laquelle un fil de retour et trois résistances s'é- tendent à travers l'élément, les quatre bornes sortant à l'une des extrémités de la gaine.
Ainsi (figure Il) la gaine 91 comporte une extrémité ouverte 92 et elle est fermée ou scellée à son autre extrémité comme indiqué en 93, Les trois résistances hélicoïdales 94, 95 et 96 s'étendent à travers la gaine et
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sont pourvues, à l'extrémité ouverte 9 de l'élément, de bornes séparées 97, 98 et 99 qui sortent de la dite extrémité ouverte. Dans l'extrémité fermée 93 de l'élé- ment, les trois résistances sont reliées électriquement ensemble, par une pièce de connexion 100 àt à un fil de retour 101 à faible résistance.
Ce dernier s'étend tout au long de l'intérieur de la gaine avec les trois résis- tances et sort à l'extrémité ouverte de l'élément en cons- tituant une quatrième borne 102. Les quatres bornes 97, 98, 99 et 102 sont prévues pour être connectées à un disposi- tif de commande de la manière décrite pour le radiateur représenté sur la figure 10.
En employant trois ou plus de trois résistances, comme dans les formes représentées sur les figures 10 et 11, il peut être avantageux qu'au moins une des résistances ait des propriétés de résistance électrique nettement diffé- rentes des autres. Dans ce cas un plus grand nombre de variations du chauffage produit peuvent être réalisées par des connexions différentes à la source de courant.-
Il est compréhensible aussi qui'.uns résistance gainée du type indiqué plss haut puisse comprendre seule- ment une résistance unique et un fil de retour à faible résistance qui sont reliés ensemble à -une extrémité fermée de la gaine et qui ait ses deux bornes à l'autre extrémité de la gaine,
' Un tel élément peut être utilisé avec un commutateur ordinaire pour chauffage unique ou avec une commande intermittente telle que celle décrite dans le brevet No. 2, 294,573, pour un chauffage à variation con- tinue.
Des éléments de chauffage tels que ceux décrits
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ci-dessus sont avantageux non sculenent à cause des économies réalisées par l'emploi d'un soûl tune au lieu des tubas multiples utilisés jusqu'lei dans le e gainage individuel de chaque résistance et des économies réalisées dans les opérations (le fabrication consistant à forcer et à assembler une résistance multiple unique au
lieu d'un cer- tain nombre d'éléments résistants individuels séparés., mais aussi parce qu'il y a peu d'extrémités d'éléments qui s'étendent beaucoup à partir de la zone de chauffage jusqu'à l'endroit de la connexion électrique avec les bor- nes des résistamces, d'où il résulte une économie dans la longueur des tubes et des résistances ainsi que dans la quantité d'isolant nécessaires. De plus,
avec des résis- tances contenues dans un tube unique, l'efficacité du chauffage est augmentée à cause de la moindre surface refroidie par l'air environnant.
En outre;, les formes d'exécution représentées sur les figures 3, 11 et 12 dans lesquelles la gaine tubulaire comprend toutes les bornes à une extrémité et est fermée à l'autre extrémité,
assure non seulement une économie supplémentaire sur la longueur du tube et des résistances et sur la quantité d'isolant qui sont par aile leurs nécessaires pour amener la dernière extrémité à une plaça appropriée pour faire les connexions électriques avec les bornes à cette extrémité., mais permet aussi une disposition plus favorable des enroulements,.
En plus des avantages notés ci-dessus de l'élé- ment à extrémité fermés;, un tel élément;, par lefait que toutes ses bornes sont à une extrémité, peut être adapté à un montage à pivot simple et satisfaisant qui permet à
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l'élément d'être soulevé de sa position normale de fonc- tionnement dans une position élevée assurant l'accès du côté inférieur qui est nécessaire avec les éléments usuels des cuisinières électriques pour nettoyer cet élément et les parties qui sont dessous,
un exemple d'un montage à pivot simple et satisfaisant étant décrit dans une demande séparée (cas No. 1578) déposée simultanément.