FR3165373A1 - Dispositif de chauffage electrique d’un fluide - Google Patents

Dispositif de chauffage electrique d’un fluide

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Pierre-Louis Gas
Ales Vlachynsky
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Valeo Systemes Thermiques SAS
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Abstract

Dispositif (10) de chauffage électrique d’un fluide comprenant un boîtier comportant un corps principal (12) monobloc, extrudé selon une direction d’extrusion (X), le corps principal (12) définissant un logement (14) apte à recevoir le fluide à chauffer, ledit dispositif (10) comprenant au moins un corps de chauffe (16) s’étendant dans ledit logement (14) de sorte à permettre une circulation du fluide dans ledit logement (14) entre ledit corps de chauffe (16) et des parois dudit corps principal (12), ledit corps de chauffe (16) logeant au moins un élément chauffant électrique (18). Figure pour l’abrégé : Figure 3.

Description

DISPOSITIF DE CHAUFFAGE ELECTRIQUE D’UN FLUIDE Domaine technique de l'invention
L’invention concerne un dispositif de chauffage électrique d’un fluide, notamment un dispositif de chauffage électrique destiné à un véhicule automobile.
 Arrière-plan technique
Les dispositifs de chauffage électriques de fluide sont utilisés dans l’industrie automobile pour réchauffer un fluide utilisé par exemple, pour le chauffage de l’habitacle ou d’autres applications. Il est connu en ce sens des dispositifs de chauffage électrique de fluide comportant un boîtier comprenant un corps délimitant une chambre de circulation du fluide à chauffer. Le fluide est notamment un fluide caloporteur, tel qu’un mélange d’eau et de glycol.
Il est connu de réaliser le corps par un assemblage de tôles soudées, notamment embouties. Cette conception présente l’avantage d’être peu consommatrice en matière par rapport à des conceptions antérieures avec des corps moulés de forte épaisseur. Elle est par contre moins résistante car le fluide caloporteur, lorsqu'il est chauffé, est susceptible d'exercer une pression élevée sur les parois du corps, parois qui dans le cas d'un assemblage de tôles soudées peuvent être amenées à se déformer.
Il existe donc un réel besoin pour un dispositif de chauffage dont le boîtier comporte un corps rigide, simple à fabriquer, pouvant être obtenu avec un coût réduit, et apte à accueillir de manière simple l'élément chauffant avec une étanchéité satisfaisante.
L’invention satisfait à ce besoin en proposant un dispositif de chauffage électrique d’un fluide comprenant un boîtier avec un corps présentant des caractéristiques intrinsèques de rigidité élevées, de surcroît rigidifié par un montage adapté de l'élément chauffant.
Dans ce but, l’invention propose un dispositif de chauffage électrique d’un fluide comprenant un boîtier comportant un corps principal monobloc définissant un logement, le corps principal étant notamment un tronçon de profilé extrudé selon une direction d’extrusion (X), ledit dispositif comprenant au moins un corps de chauffe s’étendant dans ledit logement de sorte à permettre une circulation du fluide dans ledit logement entre ledit corps de chauffe et des parois dudit corps principal, ledit corps de chauffe logeant au moins un élément chauffant électrique.
La configuration du dispositif sous la forme de l’assemblage d'un corps principal de boîtier monobloc et d'au moins un corps de chauffe permet de disposer d’une structure simple, économique et conservant une robustesse satisfaisante par la rigidité combinée du corps monobloc et du ou des corps de chauffe par rapport à une structure de boîtier embouti, tout en étant allégée par rapport à une structure intégralement extrudée.
Selon différentes caractéristiques supplémentaires de l’invention, qui pourront être prises ensemble ou séparément et qui forment autant de modes de réalisation de l’invention:
- le corps de chauffe est fixé audit corps principal,
- le corps principal comprend deux chambres s’étendant dans la direction d’extrusion,
- le corps de chauffe est un tube chauffant,
- l’élément chauffant électrique est agencé dans le corps de chauffe pour être en relation d’échange thermique avec ledit fluide à travers ledit tube,
- le logement peut comprendre plusieurs chambres, par exemple deux, trois, quatre, cinq ou six chambres,
- le ou les corps de chauffe sont soudés ou brasés au corps principal,
- le ou les corps de chauffe traversent le logement entre deux parois opposées du corps principal,
- le corps principal comprend des ouvertures, dites latérales, pour laisser le ou les corps de chauffe déboucher à travers ledit corps principal par des extrémités longitudinales du ou desdits corps de chauffe,
- lesdites ouvertures latérales sont usinées dans ledit corps principal,
- le ou lesdits corps de chauffe sont configurés pour être introduits dans ledit corps principal par lesdites ouvertures latérales,
- le corps principal est un tronçon de profilé extrudé longitudinalement selon une direction d’extrusion,
- le corps principal a deux extrémités ouvertes, selon la direction d’extrusion,
- le corps principal est un tronçon de profilé de section sensiblement polygonale, notamment sensiblement rectangulaire,
- le ou les corps de chauffe s’étend(ent) selon une première direction (Y) perpendiculaire à ladite direction d’extrusion (X),
- ledit corps principal présente des ouvertures, dites longitudinales, de part et d’autre dudit corps principal selon ladite direction d’extrusion,
- le ou lesdits corps de chauffe sont configurés pour être introduits dans ledit corps principal par lesdites ouvertures longitudinales,
- chaque corps de chauffe est agencé avec jeu par rapport à deux premières parois longitudinales opposées du tronçon de profilé ou corps principal,, ledit jeu étant agencé selon une deuxième direction qui est perpendiculaire à la direction d’extrusion et à la première direction, pour délimiter deux passages de circulation de fluide de part et d’autre du ou desdits corps de chauffe,
- le ou les corps de chauffe présentent deux grandes faces planes opposées,
- chaque passage de circulation est délimité entre une des premières parois longitudinales du tronçon de profilé ou corps principal et une des grandes faces planes du ou des corps de chauffe,
- des turbulateurs sont agencés dans chaque passage de circulation,
- ces turbulateurs peuvent être fixés ou intégrés au corps de chauffe,
- le tronçon de profilé est de section sensiblement polygonale, notamment sensiblement rectangulaire,
- le ou les tubes sont de section sensiblement polygonale, notamment sensiblement rectangulaire,
- chaque corps de chauffe s’étend entre deux deuxièmes parois longitudinales du corps principal qui sont opposées selon la première direction Y,
- les deux deuxièmes parois longitudinales peuvent être notamment deux parois de bord du profilé extrudé, les deux extrémités dudit au moins un corps de chauffe venant respectivement au contact de chaque deuxième paroi longitudinale,
- les deux extrémités du dit au moins un corps de chauffe sont fixées à chaque deuxième paroi longitudinale,
- le ou les corps de chauffe sont fixés de manière étanche aux deux deuxièmes parois longitudinales du corps principal qui sont opposées selon la première direction,
- les deuxièmes parois sont deux parois de bord du corps principal,
- le corps principal comprend plusieurs étages de circulation du fluide s’étendant chacun dans la direction d’extrusion, le corps principal comprenant, entre deux étages consécutifs, une paroi de séparation intégrée au corps principal extrudé, la paroi de séparation étant notamment parallèle aux premières parois, et chaque étage étant configuré pour recevoir au moins un corps de chauffe, chaque paroi de séparation séparant deux étages de circulation de fluide.
- les deux deuxièmes parois sont au moins une paroi de bord du corps principal et une cloison transversale, notamment parallèle à ladite paroi de bord, ladite cloison transversale s’étendant longitudinalement suivant au moins une partie d’une longueur du corps principal dans la direction d’extrusion et qui délimite deux chambres, notamment côte à côte, à l’intérieur du corps principal,
- le ou les tubes sont soudés ou brasés auxdites deuxièmes parois,
- le ou les corps de chauffe traversent au moins une desdites deuxièmes parois,
- le ou les corps de chauffe affleurent à au moins une surface d’une desdites deuxièmes parois,
- le corps principal comprend des éléments de maintien dudit au moins un corps de chauffe, les éléments de maintien s’étendant dans la direction d’extrusion (X) de sorte à permettre une mise en place dudit au moins corps de chauffe en le faisant coulisser le long des éléments de maintien (48),
- les éléments de maintien s’étendent le long des deuxièmes parois longitudinales,
les éléments de maintien sont adjacents aux deuxièmes parois longitudinales,
- autrement dit, des nervures de support des corps de chauffe font saillie des deuxièmes parois, et s’étendent selon la direction d'extrusion,
- ces éléments de maintien forment ainsi des rails sur lesquels les corps de chauffe coulissent lors de leur introduction dans le corps principal,
- au moins une des deuxièmes parois est usinée pour être traversée par le corps de chauffe,
- le corps principal comporte en outre une cloison longitudinale, parallèle aux premières parois, ladite cloison longitudinale délimitant deux chambres, dites superposées, à l’intérieur du corps principal,
- la cloison longitudinale est extrudée,
- le dispositif de chauffage électrique comporte au moins un desdits corps de chauffe de chaque côté de la cloison longitudinale,
- le corps principal s’étend, dans la direction d’extrusion X, entre une première des extrémités ouvertes et une seconde des extrémités ouvertes, ledit corps principal comportant au moins deux chambres de circulation-
- le dispositif de chauffage comporte au moins un premier capot qui est rapporté de manière étanche à la première extrémité ouverte du corps principal, le premier capot comportant un orifice d’entrée /sortie du fluide,
- le logement comporte au moins deux chambres voisines,
- ledit dispositif de chauffage électrique comporte au moins un second capot qui est rapporté de manière étanche à la seconde extrémité ouverte opposée du corps principal,
- le deuxième capot comporte une paroi concave de renvoi mettant en communication lesdites au moins deux chambres voisines.
L'invention concerne aussi un procédé de fabrication d’un dispositif de chauffage électrique tel que décrit plus haut, comportant les étapes de :
i) extruder un profilé selon une direction d’extrusion, le profilé présentant un logement extrudé,
ii) couper, selon la direction d’extrusion, le profilé en une pluralité de corps principaux, chaque corps principal s’étendant dans la direction d’extrusion entre une première extrémité ouverte et une deuxième extrémité ouverte, le corps principal comprenant un logement s’étendant de la première extrémité ouverte à la deuxième extrémité ouverte,
iii) disposer au moins un corps de chauffe dans chaque corps principal définissant un logement,
Selon un mode de mise en œuvre de ce procédé :
- il comprend une étape préalable au cours de laquelle on pratique la ou les ouvertures latérales,
- au cours de l'étape iii) on fixe le ou les corps de chauffe intérieurement à un pourtour de ladite ou desdites ouvertures latérales.
Selon un mode de mise en œuvre de ce procédé :
le corps principal comprend deux chambres s’étendant dans la direction d’extrusion, le procédé comprenant en outre l’étape :
iiii) fixer un premier capot à la première extrémité ouverte du corps principal, le premier capot étant pourvu d’au moins un orifice d’entrée/sortie, et fixer un deuxième capot à la deuxième extrémité ouverte du corps principal, le deuxième capot étant pourvu d’au moins une paroi concave de renvoi mettant en communication deux chambres voisines du corps principal.
Brève description des figures
L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui va suivre, d'au moins un mode de réalisation de l’invention donné à titre d’exemple purement illustratif et non limitatif, en référence aux dessins schématiques annexés parmi lesquels :
FIG. 1laFIG. 1est une vue en perspective d'un dispositif de chauffage électrique selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
FIG. 2laFIG. 2est une autre vue en perspective du dispositif de chauffage électrique selon laFIG. 1dont des éléments chauffants électriques ont été ôtés ;
FIG. 3laFIG. 3est une vue en perspective d’un corps principal, de tubes et de turbulateurs du dispositif de chauffage électrique de laFIG. 1;
FIG. 4laFIG. 4est une vue en coupe transversale effectuée à partir de laFIG. 3;
FIG. 5laFIG. 5est une vue en perspective du corps principal nu du dispositif de chauffage électrique des figures 1 et 2 ;
FIG. 6laFIG. 6est une vue en coupe transversale effectuée à partir de laFIG. 5;
FIG. 7laFIG. 7est une vue en perspective d'un corps de chauffe, réalisé sous la forme d’un tube, et d'un turbulateur du dispositif de chauffage électrique de laFIG. 1;
FIG. 8laFIG. 8est une vue en perspective d'un élément chauffant électrique et d'une entretoise du dispositif de chauffage électrique de laFIG. 1;
FIG. 9laFIG. 9est une vue en perspective des tubes et turbulateurs du dispositif de chauffage électrique de laFIG. 1;
FIG. 10laFIG. 10est une vue en perspective des tubes, turbulateurs, éléments chauffants et entretoises du dispositif de chauffage électrique de laFIG. 1;
FIG. 11laFIG. 11est une vue en coupe transversale illustrant le montage des tubes dans le corps principal selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ;
FIG. 12laFIG. 12est une vue en coupe transversale illustrant le montage des tubes dans le corps principal selon un troisième mode de réalisation de l'invention ;
FIG. 13laFIG. 13est une vue en coupe transversale illustrant le montage des tubes dans le corps principal selon un quatrième mode de réalisation de l'invention ;
FIG. 14laFIG. 14est une vue en perspective d'un cinquième mode de réalisation de l'invention;
FIG. 15laFIG. 15est une vue en perspective du corps principal nu du dispositif de chauffage électrique d’une variante de réalisation des figures 1 et 2 ;
FIG. 16laFIG. 16est un diagramme-bloc d'un procédé de montage d’un dispositif selon l'invention.
 Description détaillée de l'invention
Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires.
On a représenté à laFIG. 1un dispositif 10 de chauffage électrique d’un fluide réalisé conformément à l’invention. Le dispositif 10, et ses constituants seront décrits en référence aux directions du trièdre "X, Y, Z" ou "X" désigne une direction longitudinale, "Y" désigne une première direction transversale perpendiculaire à la direction longitudinale "X", et "Z" désigne une deuxième direction transversale perpendiculaire à la direction longitudinale "X".
Le dispositif de chauffage 10 électrique comprend un boîtier 11 avec un corps principal monobloc 12 de direction générale longitudinale X définissant un logement 14. Sur les figures 5, 6, 11 et 12, qui détaillent le corps principal 12 selon des premier et deuxième modes de réalisation de l'invention, le logement 14 est divisé horizontalement de sorte que le corps principal 12 comporte deux chambres 14a, 14b, dites superposées ou sur deux étages. Sur laFIG. 14, qui détaille le corps principal 12 selon un autre mode de réalisation de l'invention, le logement 14 est divisé verticalement de sorte que le corps principal 12 comporte deux chambres, non-visibles, dites côte-à-côte. Sur laFIG. 13, qui détaille le corps principal 12 selon un troisième mode de réalisation de l'invention, le logement 14 est divisé horizontalement et verticalement de sorte que le corps principal 12 comporte quatre chambres 14a-14d. Une première paire de chambres 14a, 14b est superposée à une deuxième paire de chambres 14c, 14d. Dans chacune des paires, il s’agit de chambres côte-à-côte.
Conformément à l'invention, le dispositif comprend au moins un corps de chauffe, ici réalisé sous la forme d’un tube 16 fixé audit corps principal 12 et situé dans ledit logement 14 de sorte à permettre une circulation du fluide dans ledit logement 14 entre le tube 16 et des parois du corps principal 12. Chaque tube 16 loge au moins un élément chauffant électrique 18 en relation d’échange thermique avec le fluide circulant dans le logement 14 à travers ledit tube 16.
La configuration du dispositif 10 selon une structure de type corps de chauffe, en particulier tubes 16, et corps principal 12 monobloc permet de disposer d’une structure simple, économique et conservant une robustesse satisfaisante du fait de la rigidité combinée du corps principal monobloc 12 et du ou des corps de chauffe, en particulier des tubes 16, par rapport à une structure autre, telle que par exemple une structure de boîtier embouti. Cette configuration est également plus allégée, par rapport à une structure qui serait intégralement extrudée.
Pour sa fixation étanche au corps principal 12, chaque tube 16 est soudé ou brasé au corps principal 12, de préférence au niveau des extrémités longitudinales de chaque tube 16.
Dans le premier mode de réalisation de l’invention qui a été représenté aux figures 3, 4 et 6, chaque tube 16 est reçu à l’intérieur du corps principal 12 et est soudé ou brasé aux parois 22 opposées transversalement selon la première direction Y perpendiculaire à la direction longitudinale X, notamment à des faces intérieure 20 de ces parois.
Dans les troisièmes et quatrième modes de réalisation de l’invention qui ont été représentés aux figures 12 et 13, chaque tube 16 est introduit en traversant le corps principal 12 et notamment les parois 22 opposées transversalement selon la première direction Y, auxquelles il est soudé au brasé, notamment de sorte à affleurer à la surface extérieure dudit corps principal 12, c’est-à-dire à l’extérieur des parois 22.
Dans ce cas, en particulier, comme l’illustrent les figures 12 et 13, il sera compris que le corps principal 12 est usiné pour être traversé par le ou les tubes 16, chacune des parois 22 opposées transversalement du corps principal 12 comportant alors une ou des ouvertures 46, dite latérales, usinée et de section correspondant à celle du ou des tubes 16, afin de permettre leur passage.
Dans tous les modes illustrés de réalisation de l'invention, le corps principal 12 monobloc est un tronçon de profilé qui est extrudé longitudinalement selon une direction d’extrusion qui correspond à la direction générale longitudinale X. Cette conception est particulièrement avantageuse car elle permet de réaliser le corps principal 12 selon un procédé aisé de mise en œuvre, peu coûteux, et en particulier d’obtenir un corps principal 12 dont les parois sont d’une épaisseur suffisante pour être à même de résister à une pression conséquente du fluide caloporteur circulant dans le logement 14. Le tronçon de profilé comporte deux extrémités longitudinales 58 et 60 délimitant chacune une ouverture d'extrémité 59, dite longitudinale, pour le passage du fluide à travers le corps principal 12.
Dans tous les modes illustrés de réalisation de l’invention, le corps principal 12 comprend une ou plusieurs dites ouvertures latérales 46, ici usinées, pour laisser le ou les tubes déboucher à travers ledit corps principal 12 par les extrémités longitudinales du ou desdits tubes 16.
Sans limitation de l’invention, le tronçon de profilé 16 est de section sensiblement polygonale, et en particulier sensiblement rectangulaire. Cette configuration n’est pas limitative de l’invention et le tronçon de profilé présente, en variante, tout autre section pouvant être obtenue par extrusion.
Comme on peut le voir sur les figures, le ou les tubes 16 sont orientés selon la première direction Y qui est perpendiculaire à la direction d’extrusion X. Par ailleurs, comme l'illustre plus particulièrement laFIG. 4, le ou les tubes 16 sont agencés avec un jeu J par rapport à deux premières parois longitudinales opposées 24 du tronçon de profilé 12. Ce jeu J est agencé selon une deuxième direction Z qui est perpendiculaire à la direction d’extrusion X et à la première direction Y, pour délimiter deux passages de circulation de fluide 26 de part et d’autre du ou desdits tubes.
Dans le mode de réalisation préféré de l’invention, chaque tube 16 est de section sensiblement polygonale, et en particulier sensiblement rectangulaire. Cette configuration permet notamment d’agencer dans chaque tube 16 l’élément chauffant 18 qui a été représenté aux figures 1, 8 et 10. L’élément chauffant 18 est ici conformé sensiblement sous la forme d’une plaque et il est reçu dans chaque tube 16 par l’intermédiaire d’une entretoise 28. En effet, l’élément chauffant 18 est inséré dans l’entretoise 28, puis l’ensemble formé de l’entretoise 28 et de l’élément chauffant 18 est à son tour inséré dans le tube 16, comme représenté aux figures 1 et 10. Comme on peut le voir sur les figures 7, 8 et 10, l’entretoise 28 comporte avantageusement des nervures 30, orientées selon la première direction Y, qui sont reçues dans des rainures complémentaires intérieures 32 du tube 16, afin d’assurer le maintien de l’entretoise 28 et de l’élément chauffant 18. Avantageusement, l’entretoise 28 est thermiquement conductrice.
Avantageusement, chaque tube 16 est lui aussi réalisé par extrusion ce qui permet de réaliser les rainures 32 sans usinage particulier, directement lors de l’extrusion du ou des tubes 16.
De préférence, le ou les tubes 16 présentent deux grandes faces planes opposées 38. Cette configuration a un double intérêt. D’une part, elle confère au tube 16 une section rectangulaire aplatie apte à loger l’élément chauffant 18 en forme de plaque. D’autre part elle forme ainsi une grande surface d’échange thermique avec le fluide circulant dans les passages 26 autour du tube 16, puisque chaque passage 26 de circulation est de ce fait délimité entre une des premières parois longitudinales 24 du tronçon de profilé 12 et une des grandes faces planes 38 du ou des tubes 16. Enfin, dans le mode de réalisation préféré de l’invention, comme représenté aux figures 3, 4, 7, 9 et 10, des turbulateurs 40 sont agencés dans chaque passage 26 de circulation entre une des premières parois longitudinales 24 du tronçon de profilé 12 et une des grandes faces planes 38 du ou des tubes 16. Ces turbulateurs 40 sont par exemple réalisés sous la forme d’une grille métallique ondulée, représentée à laFIG. 7, qui est soudée à chaque grande face plane 38 de chaque tube 16 avant le montage de celui-ci dans le logement 14. Les turbulateurs 40 permettent à la fois de créer des perturbations du fluide caloporteur au niveau des tubes 16 de manière à favoriser le brassage du fluide caloporteur et augmenter les échanges thermiques, et permet également d’augmenter les surfaces d’échange thermique des grandes faces planes 38 des tubes 16 afin d’améliorer le transfert de calories des éléments chauffants électriques 18 au fluide caloporteur à travers le tube 16.
Comme on l’a vu, dans tous les modes de réalisation de l’invention, chaque tube est soudé ou brasé à des parois 22 opposées transversalement selon la première direction Y perpendiculaire à la direction longitudinale X. Par rapport aux premières parois 24, ces parois 22 opposées transversalement sont des deuxièmes parois longitudinales du tronçon de profilé 12 qui relient lesdites premières parois 24. Ainsi, chaque tube 16 est fixé de manière étanche à ces deuxièmes parois longitudinales du tronçon de profilé qui sont opposées selon la première direction Y.
Il existe plusieurs configurations de montage des tubes 16 dans le profilé 12.
Comme déjà évoqué, dans le premier mode de réalisation de l’invention qui a été représentée aux figures 3 et 4, chaque tube est fixé de manière étanche à deux deuxièmes parois longitudinales du tronçon de profilé qui sont deux parois de bord 22 du tronçon de profilé 12. Ainsi il sera compris que le logement 14 s’étend suivant la direction Y sur toute la largeur du tronçon de profilé 12, et que chaque tube 16 occupe toute la largeur de ce logement 14.
Dans les deuxièmes à troisième modes de régulation de l’invention qui ont été représentée aux figures 11 à 13, les deuxièmes parois sont au moins une paroi de bord 22 du tronçon de profilé et au moins une cloison 42 dite transversale, interne du tronçon de profilé qui s’étend longitudinalement suivant au moins une partie d’une longueur du tronçon de profilé 12, parallèlement à la paroi de bord 22, et qui délimite des chambres côte à côte, ici deux paires superposées de chambres côte à côte (14a, 14b ; 14c, 14d), à l’intérieur du corps principal 12. Chaque cloison transversale 42 est venue de matière avec le tronçon de profilé 16 lors de son extrusion.
Selon les modes de réalisation, le tube 16 traverse ou non les deuxièmes parois de bord 22 et l’au moins une cloison transversale 42. De préférence, comme déjà dit, lorsqu'il traverse les parois de bord 22, chaque tube 16 affleure à l'extérieur de ces parois 22.
Par exemple, dans le premier mode de réalisation qui a été représenté aux figures 1 à 4, chaque tube 16 est introduit dans le tronçon de profilé 12 selon la direction longitudinale X par l'une des ouvertures longitudinales 59. Ainsi, le tube 16 ne traverse pas les parois de bord 22, mais il y est néanmoins brasé ou soudé. Le tronçon de profilé 12 ne comporte pas de cloison transversale.
Dans le deuxième mode de réalisation qui a été représenté à laFIG. 11, le tronçon de profilé 12 comporte au moins deux cloisons transversales 42 comportant des bords 43 en vis-à-vis qui permettent chacune le passage d’un desdits tubes 16. Comme l’illustrent les flèches de laFIG. 11, chaque tube est introduit dans le tronçon de profilé 12 selon la direction longitudinale X par l'une des ouvertures longitudinales 59. Ainsi, le tube 16 ne traverse pas les parois de bord 22, mais y est néanmoins brasé ou soudé. A cette figure, les ouvertures latérales formées dans les deuxièmes parois 22 sont représentées en traits pointillés. Chaque tube 16 est reçu entre deux cloisons intermédiaires 42 suivant sa direction longitudinale X, et il est également brasé ou soudé aux bords 43 en vis-à-vis de ces cloisons 42.
Dans le troisième mode de réalisation qui a été représenté à laFIG. 12, les ouvertures latérale 46 permettent l’introduction de chaque tube 16 au travers desdites ouvertures latérales 46 suivant la direction Y, comme représenté par les flèches de laFIG. 12. Le tronçon de profilé comporte une seule cloison transversale 42 associé à chaque tube 16, cette cloison comportant une ouverture 44 apte à permettre le passage du tube 16 suivant la direction Y. Le tube 16 est soudé au brasé à la périphérie des ouvertures 44, 46.
Dans le quatrième mode de réalisation qui a été représenté à laFIG. 13, comme précédemment, les ouvertures latérales 46 permettent l’introduction de chaque tube 16 au travers desdites ouvertures latérales 46 suivant la direction Y, mais la cloison 42 est unique et ne comporte pas d’ouverture. Par conséquent, un tube 16 est introduit de chaque côté du tronçon de profilé 12 suivant la direction Y au travers des ouvertures latérales 46 et reçu en butée contre la cloison 42. Chaque tube 16 est soudé au brasé à la périphérie des ouvertures 46 et à la cloison 42.
Dès lors que le ou les tubes traversent l’une des deuxièmes parois 22, les ouvertures latérales 46 correspondantes contribuent à un maintien optimal du ou des tubes 16.
Dès lors que le ou les tubes 16 ne traversent pas l’une des deuxièmes parois, il est avantageusement prévu d’assurer son maintien dans le tronçon de profilé 12. À cet effet les deuxièmes parois 22 comportent des nervures 48 de support des tubes 16, orientées selon la direction d'extrusion X. Les figures 3 à 6 relatives au premier mode de réalisation de l’invention représentent de telles nervures 48 qui forment ici des surépaisseurs desdites deuxièmes parois 22. Il sera compris que la paroi transversale 42 du cinquième mode de réalisation pourrait aussi comporter une telle nervure (non représentée sur laFIG. 14).
Ces nervures servent aussi bien au maintien qu’au guidage de l’élément chauffant lors de leur introduction dans le corps principal.
Lesdites ouvertures latérales 46 des parois de bord 22 permettent aux éléments chauffant et en particulier à des bornes de connexion électrique de ces derniers de déboucher dudit corps principal 12.
Le tronçon de profilé 12 peut comporter un ou deux tubes alignés selon la direction Y. C’est le cas du cinquième mode de réalisation représenté à laFIG. 14, qui représente un dispositif dont le ou les tubes 16 sont agencés sur un seul niveau.
Toutefois, de préférence, comme l’illustrent les figures 3 à 6 et 11 à 13, le tronçon de profilé comporte en outre une cloison 50 longitudinale, interne au profilé, parallèle aux premières parois 24, ladite cloison longitudinale 50 délimitant les deux étages, autrement dit lesdites chambres superposées et/ou lesdites paires superposées de chambres côte à côte à l’intérieur du tronçon de profilé 12. De manière non limitative, la cloison longitudinale 50 est extrudée, comme le reste du tronçon de profilé 12. Cette configuration n’est toutefois pas limitative de l’invention, et il sera compris que cette cloison longitudinale 50 pourrait être rapportée. Au moins un desdits tubes 16 est donc agencé de chaque côté de cette cloison longitudinale 50 (ou paroi de séparation).
Dans cette configuration, les tubes 16 et les chambres superposées sont donc situés selon deux niveaux suivant la direction Z.
LaFIG. 9illustre les tubes 16 et les turbulateurs 40 associés aux chambres superposées du corps principal 12, et laFIG. 10représente ces mêmes tubes 16 et turbulateurs 40 équipés des éléments chauffants électriques 18.
Pour permettre l’introduction du fluide caloporteur dans le dispositif 10, au moins un premier capot 52 est rapporté de manière étanche à une première des extrémités ouvertes 58 du tronçon de profilé 12 selon la direction longitudinale X en vue d’un passage dudit fluide vers et/ou depuis ledit corps principal 12 à travers l’une des ouvertures longitudinales 59. Ledit premier capot 52 comporte un orifice 54 de circulation du fluide. Afin de permettre la circulation du fluide caloporteur au travers du dispositif 10, le dispositif comporte de préférence deux premiers capots 52 et deux orifices 54 associés de circulation du fluide, associés chacun à l’une des chambres, et ces chambres sont en communication l’une avec l’autre comme cela sera détaillé dans la suite.
La configuration du dispositif de chauffage électrique 10 selon le premier mode de réalisation qui a été représentée aux figures 1 et 2, est applicable au deuxième à quatrième mode de réalisation de l’invention des figures de 11 à 13. Dans cette configuration, lesdits premiers capots 52 sont au nombre de deux et sont rapportés de manière étanche à la première extrémité 58 du corps principal 12. Leur orifice 54 est par exemple formé dans un embout 56 apte à être connecté à un circuit externe au dispositif 10.
Comme on peut e voir sur laFIG. 2, au moins un second capot 62 est rapporté de manière étanche à une seconde 60 des extrémités ouvertes longitudinales, du tronçon de profilé 12. Ce second capot 62 comporte intérieurement une paroi concave de renvoi (non représenté) mettant en communication les deux chambres voisines superposées de circulation de fluide par l’intermédiaire de l’autre des ouvertures longitudinales 59. Ainsi, le fluide caloporteur est introduit par un orifice 54, puis réchauffé dans une première des chambres superposées, par exemple la chambre 14a, puis renvoyé de la première des chambres superposées 14a à une deuxième des chambres superposées, à savoir la chambre 14b, par le capot 62, puis réchauffé une nouvelle fois dans la deuxième des chambres superposées 14b, et enfin évacué par l’autre orifice 54. La circulation du fluide s’effectue ainsi en deux passes dans le dispositif de chauffage.
Le même principe s’applique au cinquième mode de réalisation de l’invention qui représente un dispositif 10 comportant deux chambres côte à côte selon la direction Y sur un même niveau. En ce cas, l’extrémité 58 du tronçon de profilé 12 reçoit deux premiers capots 52 côte à côte suivant la direction Y, équipés chacun d’un orifice 54, tandis que l’extrémité opposée 60 du tronçon de profilé 12 reçoit le deuxième capot 62 permettant le renvoi du fluide caloporteur d’une des chambres côte à côte à l’autre. La circulation du fluide s’effectue ainsi en deux nappes dans le dispositif de chauffage.
Quel que soit le mode de réalisation de l'invention, comme représenté à laFIG. 16, le dispositif 10 peut être assemblé selon un procédé comportant une série d’étapes. Au cours d’une première étape i) on introduit le ou les tubes 12 dans ledit logement 14 par l’une desdites ouvertures 46 ou 59 du corps principal 12. Puis, au cours d’une étape iii) on fixe le tube au corps principal 12. Ensuite, on referme le corps principal avec l’ensemble des capots à savoir, premier(s) capot(s) et deuxième(s) capot(s).
Dans les premiers et deuxième modes de réalisation de l’invention, le ou les tubes 16 sont introduits dans le tronçon profilé 12 selon la direction X, l’ouverture d’introduction du ou des tubes 16 étant simplement délimitée par l’extrémité du tronçon de profilé 12, c’est-à-dire les ouvertures longitudinales 59. L’ouverture 46 permet simplement l’accès des tubes 16 à l’intérieur du corps principal et ne requiert pas de tolérances d’usinages particulièrement précises. Les nervures mentionnées précédemment forment un support sur lequel coulisse l’élément chauffant.
En revanche, dans les troisièmes et quatrièmes modes de réalisation de l’invention, le ou les tubes 16 sont introduits dans le tronçon de profilé selon la direction Y au travers des ouvertures latérales 46. Cette conception impose pour la fourniture d’un corps principal monobloc 12 comportant la ou les ouvertures latérales 46, la réalisation préalable de cette ou ces ouverture latérales 46 avec des dimensions et tolérances permettant le passage du ou des tubes 16. Ainsi, dans ce cas, on pratique préalablement la ou les ouvertures latérales 46 de section correspondant à la section exacte du ou des tubes 16 dans les deuxièmes parois 22 du corps principal 12.
Par voie de conséquence, dans ce cas, le ou les tubes 16 étant introduits par la ou les ouverture latérales 46, au cours de l’étape iii on fixe en outre le ou les tubes 16 intérieurement au corps principal 12 à un pourtour de la ou desdites ouvertures latérales 46.
La réalisation d’un corps principal extrudé peut permettre aussi d’y intégrer des moyens de fixation du corps principal dans un boitier externe du dispositif de chauffage. Un tel boitier externe peut aussi loger une carte électronique de commande, des composants électroniques et des câbles de communication.
On voit par exempleFIG. 15un mode de réalisation dans lequel ces moyens de fixation sont des flancs 100 aptes à être vissés sur le fond d’un boitier externe. Ces flancs comportent donc des trous 102 pour recevoir des organes de fixations tels que des vis. De tels flancs pourraient aussi être soudés ou brasés, si le boitier externe le permet.
L’invention permet de simplifier considérablement la conception d’un dispositif 10 de chauffage électrique tout en en augmentant la fiabilité et la résistance.

Claims (11)

  1. Dispositif (10) de chauffage électrique d’un fluide comprenant un boîtier comportant un corps principal (12) monobloc, le corps principal (12) étant un tronçon de profilé extrudé selon une direction d’extrusion (X), le corps principal (12) définissant un logement (14) apte à recevoir le fluide à chauffer, ledit dispositif (10) comprenant au moins un corps de chauffe (16) s’étendant dans ledit logement (14) de sorte à permettre une circulation du fluide dans ledit logement (14) entre ledit corps de chauffe (16) et des parois dudit corps principal (12), ledit corps de chauffe (16) logeant au moins un élément chauffant électrique (18).
  2. Dispositif (10) de chauffage électrique selon la revendication précédente, dans lequel ledit au moins un corps de chauffe (16) est soudé ou brasé au corps principal (12).
  3. Dispositif (10) de chauffage électrique selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit au moins un corps de chauffe (16) s’étend selon une première direction (Y) perpendiculaire à ladite direction d’extrusion (X).
  4. Dispositif (10) de chauffage électrique selon la revendication précédente, dans lequel ledit au moins un corps de chauffe (16) est un tube chauffant, notamment de section polygonale, notamment sensiblement rectangulaire, chaque tube chauffant étant agencé avec jeu (J) par rapport à deux premières parois (24) longitudinales opposées du corps principal (12), ledit jeu étant agencé selon une deuxième direction (Z) qui est perpendiculaire à la direction d’extrusion (X) et à la première direction (Y), pour délimiter deux passages (26) de circulation de fluide de part et d’autre du ou desdits tube (16).
  5. Dispositif (10) de chauffage selon la revendication 4, dans lequel le corps principal comprend plusieurs étages de circulation de fluide s’étendant chacun dans la direction d’extrusion, le corps principal comprenant, entre deux étages consécutifs, une paroi de séparation intégrée au corps principal extrudé, la paroi de séparation étant notamment parallèle aux premières parois (24), et chaque étage étant configuré pour recevoir au moins un corps de chauffe, chaque paroi de séparation séparant deux étages de circulation de fluide.
  6. Dispositif (10) de chauffage électrique selon l’une des revendications 3 à 5, dans lequel chaque corps de chauffe (16) s’étend entre deux deuxièmes parois longitudinales du corps principal (12) qui sont opposées selon la première direction (Y), les deux deuxièmes parois longitudinales pouvant être notamment deux parois de bord du profilé extrudé, les deux extrémités du dit au moins un corps de chauffe venant respectivement au contact de chaque deuxième paroi longitudinale.
  7. Dispositif (10) de chauffage selon la revendication 6, optionnellement en combinaison avec la revendication 5, dans lequel les deux deuxièmes parois sont au moins une paroi de bord (22) du corps principal et une cloison transversale (42) intégrée au corps principal (12) extrudé et parallèle à ladite paroi de bord (22), la cloison transversale s’étendant longitudinalement suivant au moins une partie d’une longueur du corps principal (12) dans la direction d’extrusion et délimitant deux chambres à l’intérieur du corps principal (12).
  8. Dispositif (10) de chauffage électrique selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le corps principal comprend des éléments de maintien (48) dudit au moins un corps de chauffe, les éléments de maintien (48) s’étendant dans la direction d’extrusion (X) de sorte à permettre une mise en place dudit au moins corps de chauffe en le faisant coulisser le long des éléments de maintien (48).
  9. Dispositif (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le corps principal (12) s’étend, dans la direction d’extrusion X, entre une première extrémité ouverte (58) et une second extrémité ouverte (60), ledit corps principal (14) comportant au moins deux chambres de circulation et le dispositif (10) de chauffage électrique comporte :
    • au moins un premier capot (52) qui est rapporté de manière étanche à la première extrémité ouverte (58) du corps principal (12), le premier capot (52) comportant un orifice (54) d’entrée/sortie du fluide,
    • au moins un second capot (62) qui est rapporté de manière étanche à la seconde extrémité ouverte (60) opposée du corps principal (12), le deuxième capot (62) comportant une paroi concave de renvoi mettant en communication lesdites chambres, prévues voisines.
  10. Procédé de fabrication d’un dispositif (10) de chauffage électrique selon la revendication 1 comportant les étapes de :
    i) extruder un profilé selon une direction d’extrusion, le profilé présentant un logement extrudé,
    ii) couper, selon la direction d’extrusion, le profilé en une pluralité de corps principaux, chaque corps principal (12) s’étendant dans la direction d’extrusion entre une première extrémité ouverte (58) et une deuxième extrémité ouverte (60), le corps principal (12) comprenant un logement s’étendant de la première extrémité ouverte (58) à la deuxième extrémité ouverte (60),
    iii) disposer au moins un corps de chauffe dans chaque corps principal (12) définissant un logement (14).
  11. Procédé selon la revendication 10 dans lequel chaque corps principal (12) comprend deux chambres s’étendant dans la direction d’extrusion, le procédé comprenant en outre l’étape :
    iiii) fixer un premier capot à la première extrémité ouverte (58) de chaque corps principal (12), le premier capot étant pourvu d’au moins un orifice d’entrée/sortie, et fixer un deuxième capot à la deuxième extrémité ouverte (60) de chaque corps principal (12), le deuxième capot étant pourvu d’au moins une paroi concave de renvoi mettant en communication deux chambres voisines du corps principal.
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