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Appareil de chauffage électrique par plaques chauffantes.
On sait que le. défaut majeur des plaques chauffantes couramment employées dans la cuisine électrique est leur 'Mauvais rendement résultant, en premier lieu, de la nécessite d'isole- ment -la foyer de chauffage, par rapport au. fond du. récipient chauffe, par un isolant qui constitue, en même temps, un, plus ou. moins bon, isolant calorifique.
Cet isolant peut être constitué, soit : a) uniquement par de l'air (plaques à feu visible) et, dans ce cas, son épaisseur est relativement impor- tante pour éviter toute possibilité de contact entre le récipient et le fil de la résistance chauffante : partant, le rendement est franchement mauvais; soit : b) par un isolant solide agglomé- ré contenu, entre le fil résistant et l'enveloppe extérieure de la placée,, et dans ce cas., il existe, en outre, un intervalle
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wiP2 i 'p 'luis ou. moins irnyor'Lant1 autre cette e ;: nve 1, o i; #.# extérieure et le fond ètu. récipient b chauffer, é.1>a:.it, donne que celle-].à ne s'adapte pas 1 lu forme de celai-ci;
le rendement est, en défini- tive, meilleur que ds'ris 1 cas précédente suis demeure 8;;(:01'e ,3.;1- 1?e c .i i>,c xx Un autre a¯nCC7'tli'i-2 G''t1'û 1:. signaler,, CiJ 'r'0lïlt:! pour les plaques . ï'eu invisible définies sous 1 ), qui seules t:0,c[ Geut d'être considérées, est la S'J¯C:'ul;:Y7 d'une batterie de cujinc spéciale, c ..CYlf,j f'8is et :=1t'C;t.iB:'t,,eLf¯' plan. une Leile hetterie 8<i t, ;p .;=i 'u àL ;jLt e 1;, m"i .
indispensable pour des 1. ¯lae 1, enveloppe rigide niais Hlle est 0ga10Ecnt io#:-1 Utile lorsque cette enveloppe est rie- 14.xvez.E:n souple, car celle-ci ne l'est jal;ais GL1.ffis8JJ!r.:en't pour pouvoir S1 adapter an fond du récipient. cependant la planéité
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du fond de celui-ci ne pouvant se conserver indéfiniment, le rende-
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ment baissera z; jldBYÛtBY3'a à moins- d t un entretien p'J.rtic QliBr,,-,w8I'..t soigne de la batterie de cuisine et de son reE'placerjsnt .G.'el."l;iTa'(;:r nt fréquente En- ou.tre,, toute impureté sur le fond pouvant l'aire
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cale entre celui-ci et la plaque, influe sur le rendement d'une
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L'isniëre très défavorable.
Un dernier 7¯nCVYIT.G211t.'TI'il c T7.Ot;e2 est l'inertie de telles p1aq!),es, spécialement gênante dans les utilisations de courte durée. Cotte inertie résulte surtout de la. présence d'une ou. plu- sieurs couches de calorifuge autour du. foyer de chaleur e L even- t llR11erae nt aussi d'un,,) enveloppe extérieure une capa- cité calorifique non negligeeble.
On connaît. la solution de principe apportée à ces in- convénients par 1r3.ilJni,ct":1011 des plaques chauffantes sous très
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basse tension de l'ordre d'une dizaine de volts. On obtient,ainsi), les avantages suivants- :
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a) Suppression de la. nécessité de e 1 " 1. s <Jl e iveiJ,t électrique
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de l'élément chauffant par rapport au. récipient à chauffer; celui-
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là. alors, constituer lui-isême, la plaque sur laquelle re- pose celli-i-ci.
D'autre part, étant donne que la valeur de la ré- sistance Èt obtenir ent .t r e ls .t :µ: <J.E men.1 faible, p. .ë; réalisation le
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telle plaque ne souffre pas de difficulté.
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b) Suppression de la nécessite d'une 'batterie de î:u:L;"7.c6 ;'y: C 1 .¯ E7 gaz induction au 1?ïill.ZItLïïll de l'inertie de E= b. ç> 1.a gae et,
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accessoirement :
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d) Suppression de- tout danger d'électrocution par contact de l'usager avec le fil de la.. résistance ou les conducteurs d ' anie;née flu courant à celle-ci..
Toutefois, dans- les réalisations: f&1.tes jusqu'ici de ce principe', la plaque ne s'adaptait .[18.S., ou, du moins, sladap- tait mal au. fond du récipient. De ce fait, le rendement n'était bon qu'avec les ustensiles à l'état neuf et en l'absence, de toute impureté pouvant faire cale,
Vautre part, ce rendement. était encore affecte par des' pertes calorifiques non négligeables à partir de la périphé-
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rie de la plaque, pertea d'autant plus importantes '1;Le la tempé- ratare à cette périphérie était élevée.
Le but àe, lè< présente invention est d'obvier à ces in- convénients et, lei cet effet, d'apporter aux plaques chauffantes élec'liri qU.es aliJ#ntJes sous très basse- tension des perfectionne- wents . ayRnt pour bat : a) la réalisation des plaques s'adaptant effectiv-ement au. fond du. récipient à chauffer même lorsque celui-ci est rela- tivement très déformer b) la réduction au. minimum des pertes à partir de la périphérie de la plaque..
L'invention a donc pour objet un appareil de chauffage
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électrique par plaqae chi.nifante, caractérisé en ce que la, plaque chauffante est composée de lames- souples rouvan-t jouer indépen- dsmiaent les unes des autres,, disposées sensible-ment radialement et reli4oe entre elles en série aenlenent n. la périphérie.
On obtient ainsi l'effet et l'avantage suivants : grâce à la constitution de la plaque chauffante par une série de
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brins souples admettant une déforïnation élastique indépendamwent les unes clos autres, on 'multiplie les points de contact et, par- tant on facilite la transmission de chaleur par co>idact:1.on de 1s plaque au fond de l'ustensile à chatzffere ces brins tendant bzz épouser la forme du fond de ce dernier.
D'autre part, ces lames, parcourues par le courant élec. trique de chauffage ont de préférence une ferme telle que leur résistance électrique linéique est maximum dans la partiee cen- trale de la plaque et diminue en allant vers l'extérieur, deve-
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nuant z,e> tivewen"t très faible à la périphérie, de sorte que
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[n'âce 1. une ,C':X'OSd0d,ion de 1s S'C,3:i.'-".,'ii7d¯7.(rtH électrique, une gradation de 1 'c';r::"Hi.rforerTt; de la pla,q.u3 est réalisée et î;# t8I::f1ciratu,re sur la périphérie de celle-ci est réduite, rendant 1't, les pertes celori- ,p . "8" partir (,0 cette périphérie, l' ",," t,l' '1 n 0't". <;'''lt négligeables.
Il importe de 8i;'''?J.J.er qu''une condition, due bon fonct'Lon#ncnt d'une telle plaque est 1-ù? Leinbien de l'élas- ticité des brins 1 composant. Ceci peut 6tre assure, '30it ,,1imple !Tent en limitant la d6fo.rr;1aU,on possible, afin de ne pas dépasser la linite élastique, et ce, 4î1 moyen d'une OH. plusieurs butées convenable.r.:8nt disposées, soit encore en y Gcl;jol,':r#.nt -un ou plu- sieurs .ressorts agissant s'jr lea brins 'ou:t. en étant isolés tber- T: 7. Cjt10 E!. est d ' e nx.
La. description Cf%.2 sijdîi, donnée à titre de simple exem- pie nrÜleJnent limitatif, de dcLuc ;1.é ia 1, i .q e. i :1 <; n s d e l'objet de l'in-- vention fera riiectx coraprendre ses carsoteristiques et ses avants." es étant bien 8!t,,)I'J(tU, (.:..ue les J#li:l'!e et les mat6:::::i.sIJ¯X utilises peuvent 'varier X i D Ei potAr cela soidJ-r du c2cll'e d'invention " ?Îi 'l!:e le;::1 principes énoncés ci-de;-:1sus seront ris t; contribution.
On 8tr rëfèrRra 8\)..cce(sivera(;nt au.:x t'if'J)¯l"'es suivantes : i>1:S fîg, 1 et 2 représentant iJll:5 '1)),8 on plan et ulla coupe en 616vJ3tj on d'one plaque chauffante s.'.ivant l'invention; La .fig. 3, une avec cou-pe psrtiel3-e, en. .;;ilJv8'Lion, d'une variante de r3.W'zorl a'vec un ressort auxiliaire.
La plaque dont le :1.esaus eiil représente BUT la fig. 1 comporte une tôle en ,jt*1 do résistance appropriée (en nickel-
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chrome ou scier inoxydable, par exemple) découpée en 8 brins
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distincts l, pouvant jouer in-dee rida 188 uns des autres et reliés i-¯:2¯ecxW entre eux s. la périphérie. Ils sont sépares psr dos fentes 2 et affectent, chacun, c qui <:Jugn8nte encore leur nODj.1leGSe: la l'orme d'un V (grâce aux fentos .Tî(?r r Ë:i:Lr:l.3"C,3 3) e'T8C 'pointe tournes vers le centre de la plaque.
La fi;-. 2 (coupe suivant le plan ,kL' ^':1 Kontre '-lt.èt':; la tôle est emboutie de jet" ni.ére a avoir, à l'état de repos, lJ.:r10 forme de cO'4pe rën-v-erséo ii;11.ï..e comporte deux. oreilles 4 et 5 servant d'entrée et de sortie (Ill courant, électrique i. très brase
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tension.
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Elle repose par le. périphérie sur un support circulaire 6 (en acier ou û..tlP"î1'.1Y'ny, par exemple) avco interposition d'une
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couche d'isolant électrique et thermique (amiante, par exemple)
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'7; elle peut être emboutie sar ce'support serfant de forme, combe :.t'eprésEmti sur la figure, ou. encore fixée solidement sur celui-ci, au. moyen de vis ou. de rivets, isolés .tti.eruÔqaenoe1.t e"t électriqueinent, au. moins d'un côte. Le support 7 est complète par une coupelle 8 (en aluminium poli, par exemple), s'emboîtant de préférence;, d'une manière etanche sur lui, et 1'0 Jrlnent. un ré- flecteur de la chaleur rayonnëe par la .tôle vers le bas. La cou- pelle 8 est fixée sur le support,. par exemple, par une fixation du genre à balënnet'be 9, en vue d.,un démontage rapide pour un nettoyage 6*ventuel.
Elle fJUJ.1J?orte une colonnette 10 en matière isolante, .(en stéatite, par exemple) qui sert de bâtée limitant la déformation possible des brins. 1 sous l'effet du. poids du récipient. Cette colonnette repose sur un plat prévu au centre de la coupelle, et est munie d'un filetage sur lequel se visse un écroix 11, la pendant solidaire de la coupelle. Celle-ci peut
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être manie d'or:.tve.rtlU.'eS' z de préférence, de très petites di- mensions, disposées sur la partie libre, le plus près possible de l'axe, et servant à l'évacuation des liquides pouvant être
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dévers-és- acciàen.tellement ùt1Y la plaque. L'ensemble de cette dernière est fixé sur le châssis à' urà réchaud, d')ine cuisinière, etc....au moyen de pattes de fixation 13.
La variante repose ntae sur la fig. 3 diffère de celle qui vient d'être décrite, par la présence d'un ressort à lame 14., à course limitée, comme figuré sur le dessin, qui presse
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la colonnette 10 contre la face inf'é.T.'ÎEn:tre des brins 1, mainte- nant leur déformation initiale. L'écrou. 11 est alors modifié de
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manière à servir de base d'appui au. ressort. Celui-ci est rivé à la coupelle 8r mais isole thermiquement par rapport à celle-ci par des rondelles 15, en amiante, par exemple. Un cache 16, s'em- boîtant le.. coupelle et muni éventaellement dl une ouverture centrale 17, complète l'ensemble.
Le fonctionnement de la plaque se conçoit sans autres.
Etant donnée la convexité de la plaque, à l'état du repos, elle s'adapte même aux fonds relativement concaves des récipients.
Or, cette déformation des fonds est particulièrement fréquente, et était fort gênante .jusqu'ici, au point do vue de chauffage électrique, tandis que dans le cas de la plaque suivant, l'inven- tion, les brins de la tôle chauffante épouseront aussi parfaite-
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ment que possible Is foxme de tels fonds.
N.ais, aussi, au cas cà le fond aurait une forme différentie, convexe, par exemple,
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la plaque 1'épouserait également; en effet, sons le poids du ré- cipient, les brins fléchiront suivant,, dans le mesure du possible, tous les bossages et le x irrégularités de la surface du. fond., Lèse si :tI-e 00 plusieurs l.iy,t.2'e-'s:.:: formant cales se trouvaient '3J.l' le fond du. récipient, empêchant un 0'01. plusieurs brins de la tôle cbamfante de touc1Jex' celui-ci, 9 CC i ij .i 1 , d¯18i.lkl..\.rs, est peu. probable, étant donnée e 1 <e i<:<;. grande possibilité de d é 5' <> >.i ài .t:1, 1 n , C9'ïltl'eS ixâns s'y plaqueraient cependant., nSSU1'Bnt une tJ:'3üsr;:,i:2J;..:,', sion suffisante de lis chaleur'.
Afin d'éviter mie d.6i'o:Tr'[.; 'Lion par trop prononcée des brins, dépassant la limite él8.st.j,r.j,UJ:1 du métal utilise 1-lo ui., ZU.t3' COCl>3'tl'iU.i.¯#OYlg sons l'effet d'un récipient à fond r)mt:icL?1.:.xc':rrl't convexe, eb relativement lourd ou alourdi, la butée fo nnée par la colonnette 10 limite cette d0:L'o nr:atj,on dans
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la mesure adéquate.
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D a iàs 1 e cas de la variante représentée en i'i, 3 7¯e
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fonctionnement est le même sauf que du. fait de l'action auxiliaire
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du ressort 1 on pourra admettre une déformation IJl11D importante des brins dans 1::'3 deux sens, car 10 re8S:o.:ct. \lÍ('l1.clra alors sap- a '1' f' C) Li c la perte' de l'élasticité de e <> e <;;;< -c J.
Lèant s la répartition de e 1 1 é c: 1#<-: 1 il'sl #; :#; x; #.Il, s;:u;' la #l,:c:face de la tôle, on remarque irivnéd;e.teriet::9 d'après les fi/7. 1 et 2, Q li 3 1) la résistance électrique des S b t 3. illl à ni 0Ht pas u.nifoJ7DJé- oent rérarti8; bzz la résistance o 1 1 :=é X .z<ùi maximarn corrlcicle avec .. ei;ïEiu1-L.' des fentes 3 (cercle en trait sixte intérieur); 3) la résistance ..1111:;',a.C? I:l7.TillitlTi'i s situe GID.' 1s périphérie (exté# "l- "'1"DI"(".1.t cercle en trait mixte extérieur). Ls. température de la tôle chauffante ne sera pas non plas u-r i 0 T.
En parti- culier, elle. diminuera en allant vers l'extérieur, à portir de À ia ù# o 5L . t. ï ou. des d.el3:.Z tiers du d,i8LÈ;tl'E1 118 ,1 1 iù i ii:.i ':, 1 o i sera par- t.ic1l1J.sr",:0:cnt nette au voisinage d.e la. përiphërie, 1,B, résistance a.:in4:Lte y étant J.'0l:Jt.i veTIIent 'I;t'; faible. En conséquence, ¯Le s pertes c a j ç= r 1 j, j ¯j,=j e (par convoction et par rayonneElcnt) partir de la périphérie seront cGn-3idGra'blc:;rJcrlt réduites.
Dans C t' a:': E-i '7.e s conditions, la Òrr.,:8 des brins <5¯ >..i node de réalisation pl"éc.;deIT;1Jient décrit peu:\; présenter ,=1 o tlz# incol1vÉi- nients : d'me part, celui de la fragilité des bOllts '1LtoÍq\.:le ar-. rondia, d'autre part, celui d'une répartition cüîe;c-tLte ¯se du. coa- rant dans ceux-ci- il n effet, la densité du courant, y est réduite, s. moins que la, fonte soit prolongée au. détriment de la résistance mécanique, et cette réduction de la densité va l'encontre de la gradation de e 1 ' éc ha.Ld± evJent qu-e l'on désire obtenir.
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Four ces .raisons, on petit. être conduit à adopter pour les brins de la plaque un contour trapézoïdal (de préférence éga- lement à angles arrondis) qui,tout en maintenant la souplesse dès brins, évite les inconvénients signalés. Bien entendu, les brins restent fendus de la manière initialement prévue'
D'autre part, pour éviter 1'accrochage des brins à l'us- tensile à chauffer, il peut être utile .de prévoir, dans .la forme générale de l'emboutissage de la plaque, une surface annulaire plane dans la région central.(,-, le contour intérieur de l'anneau coïncidant sensiblement avec 1'extrémité des brins,
et le'contour extérieur étant voisin de 11 extrémité des fentes. Cette surface plane offre en outre une assise stable pour l'ustensile, même si le diamètre de celui-ci est nettement plus faible que celui de la plaque.
Enfin, malgré la très basse tension d'alimentation et la très faible résistance- de- l'élément chauffant formant la plaque il est nécessaire de recouvrir la face de celui-ci, en contact avec l'ustensile à chauffer, d'une pellicule isolante ou semi- conductrice, afin d'éviter la formation de petits arcs conduisant à une rapide destruction de l'élément. Cette pellicule a pour but de rendre le courant dériva dans l'ustensile pratiquement négli- geable, quelle que soit la matière constituant celui-ci.
La pelli.. cule doit conserver ses propriétés isolantes ou semi-isolatnes à haute température et présenter une rigidité mécanique suffisante pour résister à tout frottement contre l'ustensile.
Un procédé de recouvrement isolant répondant aux condi- tions ci-dessus et particulièrement intéressant dans le cas de la plaque suivant l'invention, consiste à revêtir une des faces de la résistance d'une couche d'émail mince, dure, traitée à haute température, donc supportant la chaleur sans inconvénient,..
La pellicule isolante ainsi assure un isolement parfaite- ment suffisant pour la plaque par rapport à l'ustensile à chauffer ne-gêne pratiquement pas la transmission de la chaleur, résiste à tout frottement, est d'une belle présentation et est très facile à entretenir. Enfin, une propriété remarquable et importante, elle contribue également au plaquage des brins de la plaque contre l'ustensile.
En effet, on conçoit que, lorsque la face supérieure des brins est recouverte d'émail, ceux-ci en s'échauffant, ont tendance à se relever par le,fait que la couche d'émail se dilate
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moins que le métal formant la plaque.. Ils s'appliquent donc contre
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l'ustensile et établigsent un contact intime avec ce # d e .rJ#i 1. é;
i, , âme' livrant les conditions due transïalsaion (le la chaleur par conduction calorifique. il E V Ë N D10 & T I Û ii S Appareil de e c 1>a a:fl i àgj électrique par 1-.I;Fiqii.e chauf- fante caractérisa en ce que la plaque chauffante est composée de lames souples pouvant jouer indépendamment les unes des autres, disposées sensiblement radiale:;'.on!;. et relier entre elles en série seulement à la périphérie.