Corps de chauffe électrique et procédé pour sa fabrication. Cette invention se rapporte à un corps de chauffe électrique, pouvant fonctionner à des températures allant de la température atmos phérique jusqu'au delà de 14000, et un pro cédé pour sa fabrication.
Les résistances électriques, employées jusqu'à présent, ont été pour la plupart; soit du type à fil métallique, soit du type à charbon ou à graphite. Chacun de ces types présente certains inconvénients dans son appli cation pratique: Le premier surtout en ce qui concerne le prix de revient, la difficulté du montage, la limitation de la température ainsi que l'inégalité de celle-ci. Les inconvénients du second type sont également son grand prix de revient, ainsi que sa grande conductibilité, la difficulté de son application dans des cir cuits d'un voltage élevé, sa tendance à une oxydation rapide, ainsi que la difficulté de prévoir un montage propre à empêcher l'oxy dation. .
Contrairement aux résistances de chauffage actuelles, le corps de chauffe électrique faisant partie de l'invention est simple et bon marché, peut être fabriqué à peu près dans n'importe quelle forme voulue et être construit de façon à fournir de la chaleur exactement là oû elle est désirée. Il est constitué par une masse céramique, solide et compacte, dans laquelle est noyé un élément de résistance formé par l'addition à de la matière céramique de poudre conductrice à base de carbone.
Ce corps de chauffe peut être établi de façon à former une partie du récipient ou de l'appareil qui doit être chauffé, et de manière qu'en fonc tionnement, il présente sensiblement la même température dans tous les points de sa sur face. Il peut être employé dans des articles de ménage sans être abîmé lorsque ces der niers sont mouillés pour leur nettoyage.
La conductibilité de l'élément de résistance peut être obtenue par l'addition, à la massé plastique, de graphite en poudre ou de charbon pulvérisé, cette portion conductrice étant entièrement entourée, supportée et isoléc@par la matière céramique, non conductrice, qui est de préférence émaillée.
En pratique, l'élément de résistance peut être fait d'un mélange d'une bonne qualité de grès et d'un certain pourcentage de graphite en poudre, de préférence, quoiqu'un autre charbon pulvérisé puisse être employé, ce pourcentage variant, suivant la résistance désirée, d'environ 20 à 80 %. Lorsque le pourcentage est petit, il est avantageux d'ajouter encore une certaine quantité de poudre de grès cuit.
On peut donner à cet élément de résis tance, lorsqu'il est plastique, la forme voulue, et le recouvrir ensuite entièrement - toujours pendant qu'il est à l'état plastique - d'une couche de grès réfractaire, de faïence ou de porcelaine, également à l'état plastique (cette couverture étant avantageuse pour supporter l'élément de résistance pendant la fabrication, ainsi que pour le supporter, l'isoler et le pro téger pendant l'emploi de l'appareil), de telle façon que le tout, après la cuisson, forme un seul corps, compact et solide dans lequel hélément de résistance est isolé.
Le corps de chauffe ainsi constitué peut être pourvu d'une couche d'émail, appliquée avant la cuisson ou bien après le biscuitage, par des méthodes bien connues, le but de l'émaillage étant également de protéger l'élé ment de résistance contre l'humidité et l'air. Pour des températures élevées, il est en outre avantageux de protéger l'élément de résistance en appliquant, sous l'émail, une couche de matière semblable à celle qui compose l'élé ment de résistance, cette couche additionnelle servant à empêcher l'oxydation.
La résistance de l'élément de résistance peut être variée à volonté en faisant varier le pourcentage de charbon, et en même temps la section, ainsi que la longueur de l'élément de résistance.
Il convient de donner à l'élément de résis tance une résistance uniforme par unité de longueur, ce qui est avantageux pour obtenir une température uniformément répartie sur toute la surface. On aura également soin de donner à l'enveloppe servant de support et d'isolateur une forme telle que sa dilatation soit à peu prés la même que celle de l'élé ment de résistance. On a trouvé, par exemple, que la même masse de grès petit être em ployée pour l'appareil entier, en remplaçant la poudre de grès cuit, employée pour le support isolateur, par du graphite en poudre pour l'élément de résistance.
Afin d'éviter que l'élément de résistance puisse être abimée dans le four, il est avan tageux de l'enfermer dans un moufle pour la cuisson.
L'élément de résistance peut être composé de plusieurs coaches de matière de résistance, séparées l'une de l'autre par une couche isolante, le tout étant réuni en un corps solide, continu et cohérent.
Dans l'application, on peut combiner ri'impoi-te quel récipient en grès avec un corps de chauffe fait. suivant l'invention. Par exemple, une casserole ou un broc peuvent être munis d'un élément de résistance logé dans leur fond ou dans leur paroi, ou bien dans les deux.
Le dessin ci-annexé, donné àtitre d'exemple, représente deus formes d'exécution d'un corps de chauffe électrique suivant l'invention, ser vant de réchauds.
La fig. 1 représente une vue latérale de la première forure d'exécution du réchaud destinée à marcher à une tension d'environ 110 volts et i1 donner une température uni forme d'environ 100 C dans tous les points de sa surface de chauffe; La fig. 2 en est une coupe verticale trans versale, et La fig. 3 une vue en plan, partie en coupe, La fig.4 est une vue en plan de la seconde forme d'exécution du réchaud:
La fig. 5 est une coupe verticale suivant la ligne 5-5 de la fig. 4, et La fig. 6 est une vue de côté du même réchaud.
La masse céramique plastique isolante pour le corps de chauffe petit être faite en mélangeant ensemble 40 % de grès frais et GO % de bonne poudre de grès cuit, exempte de fer et d'impuretés.
Cette poudre aura à peu près la composition suivante SIOn, . . . . . . 72 % A1sOs . . . . . 22% I'e:;
Os . . . . . 2 % Ti Os . . . . . 2 % Alcalis . . . . . 2 0/0 L'élément de résistance est fait de la même masse avec addition d'un bon graphite en poudre d'une teneur en carbone d'environ 85 %, pulvérisé et passé par un tamis à mailles n 20, et mélangé par exemple dans les proportions suivantes:
Grès . . . . . . 40 0/0 Poudre de grès . . 40 % Graphite . . . . 20 % Pour fabriquer le réchaud des fig. 1 à 3, on forme sur une surface plate, avec de la masse céramique isolante préparée comme plus haut, une plaque a d'environ 5 mm d'épaisseur. Ensuite on forme, avec de la masse conductrice de la composition précitée, une plaque b dont l'épaisseur doit correspondre à la résistance qu'on désire obtenir, mettons de 2,5 mm environ.
La plaque b est ensuite posée et pressée sur la plaque a, lavée d'abord avec de l'eau de grès, afin de faire bien adhérer les deux plaques l'une à l'autre.
La plaque double obtenue de cette façon est rognée pour lui donner la forme voulue, circulaire dans ce cas. Au moyen d'un gabarit, des rainures étroites c, d'environ 3 mm de largeur, sont découpées dans la couche de masse de résistance, de manière qu'un circuit d'une certaine longueur soit obtenu. On rem plit ces rainures c de grès plastique isolant, ainsi que le dessin le montre, et ensuite la plaque est recouverte d'une troisième couche de grès plastique d, d'environ 5 mm d'épais seur, l'adhérence étant assurée par un lavage à l'eau de grès, et le tout pressé fortement.
II est préférable de couvrir de masse isolante aussi le bord de la plaque, ainsi qu'il est indiqué à l'endroit désigné par e. Les deux points extrêmes de l'élément de résistance b sont munis de blocs circulaires f, qui, grâce au graphite qu'ils contiennent, peuvent être percés après la cuisson pour recevoir des fiches de contact g, servant à raccorder le réchaud au circuit d'alimentation électrique.
Dans le cas où la température de la plaque-réchaud est élevée au point de nuire aux bornes métalliques, des tiges de graphite sont employées pour raccorder les bornes à la plaque, ces dernières étant placées en dehors de la zone de haute température.
Des tiges de graphite de ce genre sont employées dans l'exemple des fig. 4, 5 et 6, qui représentent une plaque-réchaud pouvant être chauffée à une température d'environ 1200 0. Pour la construction de cette plaque, une plaque a' de grès isolant, d'environ 5 mm d'épaisseur, est formée sur une surface plate. Ensuite, on forme la plaque b' de matière conductrice, formant élément de résistance, ayant l'épaisseur voulue qui varie suivant la résistance qu'on désire avoir, mettons de 25 mm environ. Cette plaque est placée sur la plaque isolante cc' et serrée contre elle, en employant toujours un lavage à l'eau de grès, afin d'assurer l'adhérence.
La plaque b' formant l'élément de résistance est pourvue des bornes f', faites d'une matière d'une conductibilité plus élevée que celle de la plaque b', et. fixées aux deux extrémités de celle-ci; la plaque combinée ainsi obtenue est ensuite couverte d'une troisième plaque d' de grès plastique d'environ 5 mm d'épaisseur, en employant de nouveau un lavage à l'eau de grès, afin d'assurer une bonne adhérence. Les bords de la plaque sont également couverts de grès isolant., ainsi qu'il est indiqué aux endroits désignés par e'. Après la cuisson, on perce des trous dans les bornes à haute conducti- bilité <B>f</B> l; ces trous sont taraudés et des tiges de graphite g1 y sont solidement vissées.
Chacune de ces tiges g' est entourée et pro tégée par un tube h. en grès émaillé, et une borne métallique à ailettes de refroidissement k, ainsi que l'indique le dessin, est serrée sur l'extrémité supérieure de chaque tige g' pour la raccorder à la ligne qui amène le courant. Ces bornes pourront être pourvues de refroi dissement à l'eau.
Si on le désire; on pourrait munir la plaque d'un rebord afin d'obtenir un récipient plat.
Un récipient cylindrique peut être fait comme suit Un moule est doublé d'une couche de grès isolant de l'épaisseur voulue, façonnée au moyen d''un gabarit sur une roue de potier. Ensuite, une couche de la matière conduc trice formant élément de résistance est appli quée sur cette couche isolante, et façonnée également au moyen d'un gabarit. Puis, on forme dans cette couche conductrice un cir cuit d'une certaine longueur, en y taillant des rainures, comme il a été expliqué ci- dessus, et en remplissant ces rainures de grès; le tout est recouvert et isolé avec du grès ordinaire isolant façonné au moyen d'un gabarit.