THERMIQUE DANS LEQUEL EST LOGE UN CORDON ELECTRIQUE CHAUFFANT

Description

Domaine technique de l'invention.

L'invention a pour objet un radiateur sèche-serviettes dont au moins un barreau porte-serviette intègre un dissipateur thermique dans ieque! est logé un cordon électrique chauffant.

L'invention concerne le domaine technique général des éléments électriques chauffants destinés à être intégrés dans les barreaux porte-serviettes d'un radiateur sèche-serviettes.

État de la technique.

Un radiateur sèche-serviettes comporte généralement au moins un barreau porte-serviette tubulaire typiquement réalisé dans un matériau ayant une bonne conductivité thermique comme l'acier ou l'aluminium. En pratique, le radiateur comporte une multitude de barreaux porte-serviettes tubulaires agencés horizontalement entre des montants verticaux. Chaque barreau renferme un cordon électrique chauffant disposé sur la totalité ou la majeure partie de la longueur dudit barreau. Ainsi, une serviette humide disposée sur un barreau pourra être chauffée et séchée rapidement.

La mise en œuvre d'éléments chauffants à l'intérieur des barreaux tubulaire métalliques de section réduite nécessite d'utiliser un cordon chauffant de section réduite ayant une isolation électrique généralement obligatoire pour ce type d'appareil.

Les cordons électriques chauffants souples à double gaine silicone répondent à ces critères. De nombreux modèles sont disponibles mais ont l'inconvénient de ne pas supporter une élévation de température supérieure à environ 200°C. Il faut donc évacuer leurs calories sans élévation excessive de leur température.

Pour minimiser l'élévation de température du cordon électrique chauffant, il est avantageux que ce dernier soit en contact avec le corps du radiateur sèche- serviettes, et plus particulièrement avec un barreau porte-serviette. Les calories générées par le cordon électrique chauffant sont ainsi rapidement évacuées par le barreau.

Le contact du cordon électrique chauffant avec barreau porte-serviette peut être réalisé de différentes façons. Le document brevet FR 2.842.386 (MULLER), décrit certaines manières de procéder :

- soit par l'utilisation d'entretoises, de barillets, de bouchons, de profilés ou de rigoles, qui plaquent le cordon contre la paroi interne du barreau,

- soit en noyant le cordon dans un matériau thermiquement conducteur tel que la magnésie ou la silice.

Le montage des cordons dans les barreaux est délicat car il nécessite de réaliser des boucles dans chacun desdits barreaux. En outre, quelle que soit la technique utilisée, les cordons sont en simple contact linéique avec la paroi interne des barreaux. Il en résulte une montée en température locale des cordons dans les zones où il n'y a pas de contact, La gaine souple en élastomère des cordons chauffants ayant une faible conductivité thermique, les zones du cordon qui ne sont pas en contact avec la paroi interne des barreaux subissent une élévation de température qui peut approcher, voire dépasser, la valeur maximale autorisée. Le vieillissement des zones surchauffées est alors rapide et conduit à une dégradation de la gaine isolante et, à terme, une perte de l'isolation électrique du cordon. En outre, on observe également une forte élévation de la température de la paroi interne du barreau au niveau de la zone de contact avec le cordon. La température atteinte localement peut être supérieure à la température d'utilisation normale recommandée du barreau et peut donc détériorer l'intégrité dudit barreau.

L'objectif principal de l'invention est de remédier à cet état des choses.

En particulier, l'invention a pour but d'augmenter la durée de vie des cordons électriques chauffant utilisés dans un radiateur sèche-serviettes.

Un autre but de l'invention est d'améliorer la transmission et la répartition de la chaleur entre le cordon électrique chauffant et le barreau porte-serviette.

Encore un autre but de l'invention est de diminuer la température maximale susceptible d'être atteinte par la paroi interne du barreau porte-serviette.

Un autre but de l'invention est de proposer un radiateur sèche- serviette dont la conception est plus simple et l'assemblage plus rapide que les radiateurs sèche-serviettes connus de l'art antérieur.

Divulgation de l'invention.

La solution proposée par l'invention est un radiateur sèche-serviettes du type comportant au moins un barreau porte-serviette tubulaire fixé horizontalement sur au moins un montant, un cordon électrique chauffant isolé électriquement étant agencé dans ledit barreau.

Ce radiateur est remarquable en ce que : - le cordon est logé à l'intérieur du corps d'un dissipateur thermique, ledit corps étant réalisé dans un matériau conducteur de chaleur, ledit corps étant configuré de sorte que la totalité de la surface externe chauffante dudit cordon soit en contact avec ledit corps,

- l'ensemble chauffant formé par le dissipateur et le cordon est inséré dans le barreau porte-serviette de manière à assurer un contact surfacique continu entre ia paroi interne dudit barreau et au moins une partie de la surface externe du corps dudit dissipateur, sur toute la longueur dudit corps.

Ce montage procure de nombreux avantages. Tout d'abord, du fait que la totalité de la surface chauffante du cordon soit en contact avec le corps du dissipateur thermique, il en résulte que les montées en température indésirables dudit cordon sont écartées, ou tout au moins fortement réduites. La durée de vie du cordon est donc allongée par rapport à celui utilisé dans le radiateur décrit dans document brevet FR 2.842.386 précité.

En outre, le dissipateur étant en contact surfacique avec te barreau porte- serviette, les calories sont évacuées rapidement et de manière homogène par ledit barreau. Le séchage est donc très efficace.

Un autre aspect de l'invention concerne un procédé de fabrication d'un radiateur sèche-serviettes comportant au moins un barreau porte-serviette tubulaire, ledit procédé consistant à :

- loger un cordon électrique chauffant isolé électriquement à l'intérieur d'un dissipateur thermique, ce dernier comprenant un corps réalisé dans un matériau conducteur de chaleur, ledit cordon étant inséré dans ledit corps de sorte que la totalité de la surface externe chauffante dudit cordon soit en contact avec ledit corps,

- insérer l'ensemble chauffant constitué par ledit dissipateur et ledit cordon dans le barreau porte-serviette, de manière à assurer un contact surfacique entre la paroi interne dudit barreau et au moins une partie de la surface externe du corps dudit dissipateur, sur toute Sa longueur dudit corps,

- fixer horizontalement ledit barreau porte-serviette sur au moins un montant. Descritption des figures. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description d'un mode de réalisation préféré qui va suivre, en référence aux dessins annexés, réalisés à titre d'exemples indicatifs et non limitatifs et sur lesquels :

- la figure 1 est une vue d'ensemble en perspective d'un radiateur sèche- serviettes conforme à l'invention,

- la figure 2 est une vue éclatée d'un ensemble constitué d'un dissipateur thermique et d'un cordon électrique chauffant,

- la figure 3 montre l'ensemble de la figure 2 assemblé et accolé à un barreau porte-serviette,

- la figure 4 montre l'ensemble de la figure 2 assemblé et inséré dans un barreau porte-serviette,

- la figure 5 est une vue de face du montage de la figure 3,

- la figure 8 est une vue de face du montage de la figure 4,

- la figure 7 est une vue de face du montage de la figure 5,

- la figure 8 montre en détail la fixation d'un barreau porte-serviette chauffant sur un montant vertical d'un radiateur sèche-serviettes conforme à l'invention,

- la figure 9 est une vue éclatée du radiateur sèche-serviettes de la figure 1 ,

- la figure 10 est une vue d'ensemble en perspective d'un radiateur sèche- serviettes dans une variante de réalisation,

- la figure 11 est une vue éclatée du radiateur sèche-serviettes de la figure

11.

Modes de réalisation de l'invention. En se rapportant à !a figure 1 , le radiateur sèche-serviettes 1 comporte au moins un barreau porte-serviette 2 fixé horizontalement sur au moins un montant 3 et sur lequel on dispose les articles à sécher. En pratique, ie radiateur 1 comportant une multitude de barreaux porte-serviettes 2 fixés horizontalement sur au moins un, préférentiellement deux, montants verticaux 3, Comme cela est expliqué plus après dans la description, chaque barreau 2 est avantageusement assemblé sur l'ossature de deux montants verticaux 3 du radiateur.

Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 1 à 9, chaque barreau porte-serviette 2 se présente sous la forme d'un tube cylindrique ouvert à chacune de ses extrémités. Le tube peut toutefois être fermé à l'une de ses extrémités et sa section peut être carrée, rectangulaire, ovale, polygonale, etc.

Le barreau 2 est préférentiellement réalisé dans un matériau conducteur de chaleur, typiquement en acier, en fonte ou en aluminium. Le barreau 2 pourrait toutefois être réalisé dans un matériau non métallique du type polymère ou composite. Il renferme un cordon électrique chauffant 4 isolé électriquement. En se rapportant à la figure 2, ce cordon 4 est du type connu de l'homme du métier, préférentiellement formé par une résistance électrique entourée d'une double gaine souple à base de silicone. Sa longueur correspond sensiblement à celle du barreau 2. Par « sensiblement », on entend que la longueur du cordon 4 est égale ou légèrement inférieure, par exemple de quelques millimètres ou quelques centimètres, à celle du barreau 2. Le diamètre externe du cordon 4 est inférieur au diamètre interne du barreau 2. Au moins une extrémité du cordon 4 se termine par un câble électrique 40 isolé électriquement qui permet son raccordement au thermostat (non représenté) fixé au radiateur.

Conformément à l'invention, le cordon 4 est logé à l'intérieur du corps d'un dissipateur thermique 5. Le corps de ce dernier est réalisé dans un matériau conducteur de chaleur. Les meilleurs résultats sont obtenus en utilisant un matériau rigide du type acier, fonte, aluminium ou cuivre. Comme cela apparaît clairement sur les figures 6 et 7, le corps du dissipateur 5 est configuré de sorte que la totalité de la surface chauffante (c'est-à-dire la surface externe, hormis les surfaces latérales d'extrémité) du cordon 4 soit en contact avec ledit corps. Pour assurer ce contact continu, le logement du dissipateur 5 à l'intérieur duquel est logé le cordon 4, a une longueur égale ou supérieure à la longueur de la surface externe chauffante dudit cordon.

Des défauts de fabrication et/ou d'ajustement peuvent provoquer localement de légers décollements entre la surface externe chauffante du cordon 4 et le corps du dissipateur 5, mais cela est sans grande influence sur l'évacuation des calories tant que ces défauts de contact apparaissent sporadiquement, Pour éliminer ces défauts de contacts, on peut éventuellement prévoir une liaison chimique intime entre la surface externe du cordon 4 et le logement du dissipateur 5. Une telle liaison chimique peut par exemple être obtenue en coulant le matériau constitutif du corps du dissipateur 5 sur le cordon 4, à une température de fusion correspondant à celle de la gaine entourant la résistance électrique chauffante dudit cordon.

En se rapportant au mode de réalisation des figures 2 à 7, le corps du dissipateur 5 est réalisé en deux parties 5a et 5b conçues dans un matériau conducteur de chaleur du type mentionné précédemment. Les deux parties 5a et 5b peuvent être réalisées dans le même matériau ou dans des matériaux différents de façon à privilégier la diffusion des calories vers l'une ou l'autre desdites parties, et en pratique vers celle qui est en contact avec la paroi interne du barreau 2.

La première partie 5a consiste en une pièce allongée, par exemple obtenue par moulage, matriçage ou extrusion, et dont la longueur correspond à celle du cordon 4. Elle est conçue de sorte que sa surface externe soit en contact avec la paroi interne du barreau 2 et présente un profil coïncidant avec celui de ladite paroi interne. Selon le mode préféré de réalisation schématisé sur les figures 2 à 7, la première partie 5a comprend, sur un secteur angulaire compris entre 20° et 380°, une structure externe circulaire dont le diamètre correspond au diamètre de la paroi interne du barreau tubulaire cylindrique 2. Pour simplifier la conception de la première partie 5a, sa structure interne est également avantageusement de forme circulaire. Cette structure interne est toutefois pourvue d'une première rainure longitudinale 50a dans laquelle est positionné le cordon 4. La rainure 50a est réalisée sur toute la longueur de la première partie 5a et comprend une section complémentaire de celle du cordon 4. De cette manière, la surface interne de la rainure 50a est en contact continu avec la surface externe chauffante du cordon 4.

La seconde partie 5b est conçue pour s'assembler à la première pièce 5a. Pour simplifier la conception et le montage/démontage des différents éléments, les deux parties 5a, 5b sont fixées l'une à l'autre par une liaison démontable du type liaison par obstacle (ex : clipsage). La seconde partie 5b consiste également en une pièce allongée obtenue par moulage, matriçage ou extrusion. Sa longueur est toutefois supérieure à celle de la première partie 5a et correspond sensiblement à celle du barreau 2. La longueur du cordon 4 est limitée à la longueur de la plus courte des parties (en l'occurrence la première partie 5a) du corps du dissipateur 5 afin de garantir un contact continu avec ledit dissipateur sur toute la longueur dudit cordon. La surface extérieure de la seconde partie 5b peut être en contact avec la paroi interne du barreau 2 maïs cela n'est pas nécessaire pour un transfert satisfaisant et acceptable des calories vers ledit barreau. La structure interne de la seconde partie 5b comprend une seconde rainure longitudinale 50b réalisée sur toute la longueur de ladite seconde partie. La section de cette rainure 50b est complémentaire de celle du cordon 4. De cette manière, la surface interne de la rainure 50b est en contact avec la surface externe chauffante du cordon 4 et permet de recouvrir la portion de ladite surface externe laissée libre par la première rainure 50a. De fait, les deux rainures 50a et 50b forment un logement pour le cordon 4, et coopèrent de manière à ce que la totalité de la surface externe chauffante dudit cordon soit en contact continu avec le corps du dissipateur 5. L'ensemble chauffant formé par le dissipateur 5 et le cordon 4, est aisément inséré de manière amovible dans le barreau 2. L'insertion est réalisée en assurant un contact surfacique continu entre la paroi interne du barreau 2 et au moins une partie de la surface externe du corps dudit dissipateur, sur toute la longueur dudit corps. Selon le mode préféré de réalisation schématisé sur les figures 2 à 7, la totalité de la surface externe de la première partie 5a est bien en contact surfacique continu avec la paroi interne du barreau 2. Sur les figures annexées ce contact est réalisé sur la partie supérieure de la paroi interne du barreau 2 mais il est bien entendu envisageable de le prévoir sur une autre partie de ladite paroi.

Comme cela est représenté sur les figures 2 à 7, la surface externe du corps du dissipateur 5, et plus particulièrement la totalité de la surface externe de la première partie 5a, comporte des parties en saillie 51 configurées pour se loger dans des parties en creux 21 complémentaires réalisées sur la paroi interne du barreau 2. Ces parties en saillie 51 et en creux 21 ont une double fonction : elles permettent de s'opposer à la rotation du dissipateur 5 dans le barreau 2 et leur forte congruence permet d'augmenter la surface d'échange thermique. Selon un mode préféré de réalisation, les parties en saillie 51 sont des cannelures et les parties en creux 21 sont des nervures. Ces cannelures et ces nervures sont préférentiellement longitudinales. Pour éviter d'avoir à positionner angulairement le barreau 2 cylindrique par rapport au(x) montant(s) 3 du radiateur 1 , les nervures 21 sont réalisées sur tout le pourtour de la paroi interne dudit barreau.

L'ensemble chauffant formé par le dissipateur 5 et le cordon 4 est maintenu en position dans le barreau 2 au moyen d'une liaison par obstacle. En se rapportant plus particulièrement aux figures 8 et 9, chaque montant vertical 3 comprend une ouverture circulaire 30 dans laquelle s'insère une extrémité du barreau 2. Dans le cas où le radiateur 1 comprend une multitude de barreau 2 renfermant chacun son propre ensemble chauffant, les montants 3 sont pourvus d'autant d'ouvertures 30. Chaque ouverture 30 est pourvue d'un manchon 31 permettant de loger une extrémité du barreau 2. Une rondelle 32 ajourée est placée au niveau du manchon 31 de façon à obturer l'extrémité du barreau 2 logée dans ledit manchon. Une vis 33, ou tout autre moyen similaire, permet de maintenir en position la rondelle 32 contre le manchon 31. En pratique, la vis 33 vient se fixer dans un taraudage complémentaire 53b prévu dans la seconde partie 5b du corps du dissipateur 5. Le dissipateur thermique 5 et les rondelles 32 maintiennent donc solidaires les deux montants 3 et participent à la structure du radiateur 1. Le câble électrique 40 du cordon 4 traverse la rondelle 32 au niveau de ses ouvertures de façon à pouvoir être connecté au thermostat.

L'utilisation du dissipateur 5 permet une répartition thermique sur une grande surface de contact. De fait, la température de surface de la paroi interne du barreau 2 est fortement diminuée, de sorte qu'il est possible d'utiliser un barreau réalisé dans un matériau ayant une température maximale d'utilisation peu élevée, et en tout état de cause inférieure à la température maximale d'utilisation dudit dissipateur chauffé par le cordon 4. C'est notamment le cas lorsque le matériau du barreau 2 est non métallique et mauvais conducteur de chaleur (polymères, composites, ...). Ces matériaux ont l'inconvénient de fluer en cas de charge surtout quand la température s'élève. Le dissipateur 5 uniformise parfaitement la température sur toute sa surface de contact ; il n'y a pas de points chauds. De plus, le dissipateur 5 est suffisamment rigide pour supporter la charge de l'article à sécher et éviter le fluage du barreau 2. Le dissipateur 5 est donc préférentiellement réalisé dans un matériau rigide conducteur de chaleur consolidant et/ou rigidifiant le barreau 2 et servant d'armature audit barreau.

Les figures 10 et 11 illustrent une variante de réalisation du radiateur objet de l'invention. La différence principale entre ce mode et celui décrit précédemment, réside essentiellement dans la section carrée ou rectangulaire du barreau porte-serviette tubulaire 2'.

Le corps du dissipateur est toujours réalisé en deux parties 5'a et 5'b s'assemblant l'une à l'autre. Ces parties 5'a, 5'b comprennent des rainures complémentaires identiques à celles décrites précédemment et dans lesquelles se logent le cordon 4 de sorte que la totalité de la surface externe chauffante dudit cordon soit en contact continu avec le corps du dissipateur. La surface externe de la première partie 5'a est conçue de manière à être en contact continu avec la paroi interne du barreau 2' et présente un profil coïncidant avec celui de ladite paroi interne. En pratique, la première partie 5'a comprend une structure externe rectangulaire plane dont les dimensions correspondent à celle de la paroi interne du barreau 2'. La seconde partie 5'b comprend également une structure externe rectangulaire plane destinée à venir en contact de la paroi interne du barreau 2'. L'ensemble chauffant formé par le dissipateur 5'a, 5'b et le cordon 4, est aisément inséré de manière amovible dans le barreau 2'. L'insertion est réalisée de manière à assurer un contact surfacique continu entre la paroi interne du barreau 2' et au moins une partie de la surface externe du corps dudit dissipateur, sur toute la longueur dudit corps. En pratique, la totalité de la surface externe de la première partie 5'a et tout ou partie de la surface externe de la seconde partie 5'b, sont en contact surfacique continu avec la paroi interne du barreau 2'. L'ensemble chauffant est maintenu en position dans le barreau 2' par vissage, soudage, clipsage, etc. H en est de même pour la fixation du barreau 2' sur les montants 3'.

Etat de la technique connus :

FR 2.842.386 (MULLER)

DE 103.13.253 (HOTSET HEIZPATRONEN ZUBEHOER)

GB 2.451.109 (BASIC HOLDING)