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WO 2021/044108
PCT/FR2020/051536
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DESCRIPTION
TITRE : Radiateur électrique comprenant un bouclier de protection thermique
entre
l'organe de chauffe et un dispositif de stockage d'énergie électrique amovible
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un radiateur électrique comportant :
un boitier apte à être fixé sur un élément de fixation vertical,
au moins un organe de chauffe apte à émettre un rayonnement de chaleur
lorsqu'il est alimenté en courant électrique,
au moins un dispositif de stockage d'énergie électrique susceptible
d'alimenter l'organe de chauffe.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
Dans le domaine des radiateurs électrique comprenant un dispositif de
stockage d'énergie électrique, classiquement une batterie, il est important de
sécuriser
les batteries et les personnes, car de telles batteries peuvent être dégradées
volontairement ou non ou se déformer voire même exploser, typiquement si elles
sont
soumises à une trop forte chaleur.
Il existe donc un besoin d'éviter autant que possible les causes de
détérioration des batteries.
Il existe également un besoin de protéger les personnes dans le cas où les
batteries venaient à connaître un événement de sécurité majeur, notamment
susceptible d'engendrer la génération d'un flux physique dangereux pour les
personnes, comme un flux de chaleur ou de vapeur ou encore une surpression.
EXPOSE DE L'INVENTION
La présente invention a pour but de fournir un radiateur électrique du type
précité, permettant de répondre à tout ou partie des problèmes présentés ci-
avant.
Notamment, un but est de fournir une solution répondant à au moins l'un
des objectifs suivants :
- conférer une bonne efficacité du
radiateur électrique,
- limiter les causes de
détérioration du dispositif de stockage
d'énergie électrique,
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- proposer un radiateur électrique conférant une bonne sécurité pour
les personnes, même en cas d'événement de sécurité majeur du dispositif de
stockage
d'énergie électrique,
- proposer des interventions sécurisées et simples sur le dispositif de
5 stockage d'énergie électrique, notamment un remplacement.
Ce but peut être atteint grâce à la fourniture d'un radiateur électrique
comportant :
un boitier apte à être fixé sur un élément de fixation vertical, le boitier
délimitant un compartiment supérieur et un compartiment inférieur disposé sous
le
10 compartiment supérieur lorsque le boitier est fixé sur l'élément de
fixation vertical,
au moins un organe de chauffe implanté dans le compartiment supérieur
et apte à émettre un rayonnement de chaleur lorsqu'il est alimenté en courant
électrique,
au moins un dispositif de stockage d'énergie électrique susceptible
15 d'alimenter l'organe de chauffe,
un dispositif de fixation permettant d'implanter de manière amovible le
dispositif de stockage d'énergie électrique dans le compartiment inférieur,
d'une
manière telle que le dispositif de stockage d'énergie électrique est apte à
varier entre
une configuration de connexion dans laquelle le dispositif de stockage
d'énergie
20 électrique est implanté dans le compartiment inférieur et est susceptible
de pouvoir
alimenter l'organe de chauffe en énergie électrique et une configuration de
déconnexion dans laquelle le dispositif de stockage d'énergie électrique est
déconnecté
électriquement de l'organe de chauffe et est agencé en dehors du boitier,
un bouclier de protection thermique situé entre l'organe de chauffe et le
25 dispositif de stockage d'énergie électrique à l'interface entre le
compartiment supérieur
et le compartiment inférieur et bloquant au moins un rayonnement infrarouge et
un
transfert thermique du rayonnement de chaleur qui sont émis par l'organe de
chauffe
en direction du dispositif de stockage d'énergie électrique pour éviter
l'incidence
directe desdits rayons thermiques sur le dispositif de stockage d'énergie
électrique.
30 Certains aspects préférés mais non limitatifs du radiateur
électrique sont
les suivants.
Dans une mise en oeuvre, le boitier comprend au moins une paroi de
fermeture délimitant partiellement le compartiment inférieur et mobile par
rapport au
reste du boitier entre une configuration de fermeture dans laquelle la paroi
de
35 fermeture obture le deuxième compartiment d'une manière empêchant le
passage du
dispositif de stockage d'énergie électrique de la configuration de connexion
vers la
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configuration de déconnexion, et une configuration d'ouverture dans laquelle
le boitier
délimite une ouverture à travers laquelle le dispositif de stockage d'énergie
électrique
peut être déplacé pour passer de la configuration de déconnexion vers la
configuration
de connexion et inversement.
5 Dans une mise en oeuvre, le radiateur électrique comprend
des
composants électroniques assurant une modulation de la puissance
d'alimentation
électrique de l'organe de chauffe et dans lequel un dispositif de protection
est agencé
au moins en partie autour des composants électroniques de sorte à rendre les
composants électroniques non accessibles depuis l'extérieur du boitier lorsque
la paroi
10 de fermeture occupe sa configuration d'ouverture.
Dans une mise en oeuvre, la paroi de fermeture est une paroi pleine.
Dans une mise en uvre, le radiateur électrique comprend un dispositif
de fermeture amovible permettant de fixer solidairement la paroi de fermeture,
lorsqu'elle occupe sa configuration de fermeture, au reste du boitier.
15 Dans une mise en oeuvre, le bouclier de protection
thermique est formé
d'au moins une plaque de protection pleine agencée entre le dispositif de
stockage
d'énergie électrique et l'organe de chauffe.
Dans une mise en uvre, au moins une ouverture de dissipation de
chaleur est aménagée autour de la plaque de protection, ladite ouverture de
dissipation
20 de chaleur assurant une communication entre le compartiment inférieur et le
compartiment supérieur à un emplacement adapté pour éviter une incidence
directe
du rayonnement infrarouge et du transfert thermique du rayonnement de chaleur
qui
sont émis par l'organe de chauffe et qui traversent ladite ouverture de
dissipation de
chaleur sur le dispositif de stockage d'énergie électrique ; l'ouverture de
dissipation de
25 chaleur étant agencée pour permettre un transfert thermique du
dispositif de stockage
d'énergie électrique avec l'air via un mouvement de convection naturelle
ascendant
vers l'organe de chauffe.
Dans une mise en oeuvre, le boitier comporte des lumières conférant une
communication entre le compartiment inférieure et l'extérieur du boitier,
lesdites
30 lumières étant aménagées dans une paroi inférieure du boitier destinée à
être en
regard du sol et dans une paroi arrière du boitier destinée à être en regard
de l'élément
de fixation vertical.
Dans une mise en uvre, le dispositif de fixation comprend une structure
de soutènement sur laquelle le dispositif de stockage d'énergie électrique
repose
35 lorsqu'il occupe sa configuration de connexion.
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Dans une mise en uvre, le dispositif de stockage d'énergie électrique
comprend une batterie à base d'un assemblage de cellules électrochimiques
et/ou un
supercondensateur et/ou une pile à combustible.
5 BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres aspects, buts, avantages et caractéristiques de l'invention
apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée suivante de modes
de
réalisation préférés de celle-ci, donnée à titre d'exemple non limitatif, et
faite en
référence aux dessins annexés sur lesquels :
10 [Fig. 1] illustre des vues schématiques en coupe de face
et en coupe
transversale d'un exemple de radiateur électrique selon l'invention, dont la
paroi de
fermeture occupe sa configuration de fermeture.
[Fig. 2] illustre une vue en perspective avant d'un autre exemple de
radiateur électrique selon l'invention, dont la paroi de fermeture occupe sa
15 configuration d'ouverture.
[Fig. 3] illustre une vue en perspective arrière du radiateur électrique de la
figure 2, la paroi arrière étant absente pour montrer l'intérieur du radiateur
électrique.
EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION PARTICULIERS
20 Sur les figures 1 à 3 annexées et dans la suite de la
description, des
éléments identiques ou similaires en terme fonctionnel sont repérés par les
même
références. De plus, les différents éléments ne sont pas représentés à
l'échelle de
manière à privilégier la clarté des figures pour en faciliter la
compréhension. Par ailleurs,
les différents exemples de réalisation et variantes ne sont pas exclusifs les
uns des
25 autres et peuvent, au contraire, être combinés entre eux.
Dans la suite de la description, sauf indication contraire, les termes
sensiblement , environ , globalement et de l'ordre de signifient
à 10 %
près .
Comme illustré sur les figures 1 et 2, l'invention porte sur un radiateur
30 électrique 10, autrement dit un appareil de chauffage destiné à chauffer
l'air d'une
pièce dans lequel le radiateur électrique est implanté.
Le radiateur électrique 10 comporte un boitier 20 apte à être fixé sur un
élément de fixation vertical 30. L'élément de fixation vertical 30 est par
exemple un mur
ou un poteau. Dans un exemple, le boitier 20 est formé dans un ou plusieurs
matériaux
35 comme l'acier ou différents métaux, le plastique ou encore le verre.
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Le boîtier 20 délimite un compartiment supérieur 21 et un compartiment
inférieur 24 disposé sous le compartiment supérieur 21 lorsque le boitier 20
est fixé sur
l'élément de fixation vertical 30.
Le radiateur électrique 10 comporte également au moins un organe de
5 chauffe 22 implanté dans le compartiment supérieur 21 et apte à émettre un
rayonnement de chaleur 22a lorsqu'il est alimenté en courant électrique.
L'alimentation en courant électrique peut être directe ou indirecte via une
électronique
de puissance qui peut contrôler et/ou faire varier l'alimentation en courant
ou en
tension de l'organe de chauffe 22. Des composants électroniques peuvent par
exemple
assurer une modulation de la puissance d'alimentation électrique de l'organe
de
chauffe 22.
Dans un exemple, illustré sur la figure 2, un dispositif de protection 50 est
agencé au moins en partie autour de ces composants électroniques de sorte à
rendre
les composants électroniques non accessibles depuis l'extérieur du boitier 20,
y compris
lorsqu'une paroi de fermeture 24a décrite ci-après occupe sa configuration
d'ouverture. Ceci permet de sécuriser l'accès à ces composants.
Le radiateur électrique 10 comporte également au moins un dispositif de
stockage d'énergie électrique 23 susceptible d'alimenter l'organe de chauffe
22. Selon
un mode de réalisation particulier mais très avantageux, le dispositif de
stockage
d'énergie électrique 23 comprend une batterie à base d'un assemblage de
cellules
électrochimiques et/ou un supercondensateur et/ou une pile à combustible.
Comme illustré sur les figures 1 et 2, le radiateur électrique 10 comporte
également un dispositif de fixation 60 permettant d'implanter de manière
amovible le
dispositif de stockage d'énergie électrique 23 dans le compartiment inférieur
24 d'une
manière telle que le dispositif de stockage d'énergie électrique 23 est apte à
varier
entre :
- une configuration de connexion dans laquelle le dispositif de stockage
d'énergie électrique 23 est implanté dans le compartiment inférieur 24 et est
susceptible de pouvoir alimenter l'organe de chauffe 22 en énergie électrique,
- et une configuration de déconnexion dans laquelle le dispositif de
stockage d'énergie électrique 23 est déconnecté électriquement de l'organe de
chauffe
22 et est agencé en dehors du boitier 20.
Dans un exemple illustré sur la figure 1, le dispositif de fixation 60
comprend une structure de soutènement 61 sur laquelle le dispositif de
stockage
d'énergie électrique 23 repose lorsqu'il occupe sa configuration de connexion.
La
structure de soutènement 61 consiste par exemple en des solutions mécaniques
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(équerres métalliques, rails de fixation, liens plastiques ou métalliques...)
ou des
solutions chimiques (colles, adhésifs...). Ceci est avantageux pour permettre
un
changement rapide et sécurisé du dispositif de stockage d'énergie électrique
23.
Très avantageusement afin de répondre aux problématiques présentées
5 en lien avec l'état de la technique, le radiateur électrique 10 comporte
également un
bouclier de protection thermique 40 situé entre l'organe de chauffe 22 et le
dispositif
de stockage d'énergie électrique à l'interface entre le compartiment supérieur
21 et le
compartiment inférieur 24. Le bouclier de protection thermique 40 bloque au
moins les
rayons thermiques du rayonnement de chaleur 22a, c'est-à-dire un rayonnement
infrarouge et un transfert thermique, qui sont émis par l'organe de chauffe 22
en
direction du dispositif de stockage d'énergie électrique 23 pour éviter
l'incidence
directe desdits rayons thermiques sur le dispositif de stockage d'énergie
électrique 23.
Ceci est avantageux pour permettre de limiter la montée en température des
dispositifs
de stockage d'énergie électrique 23 lorsque le radiateur est en
fonctionnement.
15 Dans un exemple de mise en oeuvre illustré sur la figure
2, le boitier 20
comprend au moins une paroi de fermeture 24a délimitant partiellement le
compartiment inférieur 24 et mobile par rapport au reste du boitier 20 entre :
- une configuration de fermeture dans laquelle la paroi de fermeture 24a
obture le deuxième compartiment 24 d'une manière empêchant le passage du
20 dispositif de stockage d'énergie électrique 23 de la configuration de
connexion vers la
configuration de déconnexion,
- une configuration d'ouverture dans laquelle le boitier 20 délimite une
ouverture à travers laquelle le dispositif de stockage d'énergie électrique 23
peut être
déplacé pour passer de la configuration de déconnexion vers la configuration
de
25 connexion et inversement.
Dans un exemple, la paroi de fermeture 24a pivote pour venir obturer le
deuxième compartiment 24. Dans un autre exemple, la paroi de fermeture 24a
peut se
clipper sur le deuxième compartiment 24 pour le refermer. Dans un exemple, la
paroi
de fermeture 24a est une paroi pleine. Ceci est avantageux pour sécuriser
l'utilisateur
30 du risque d'explosion ou de projections de vapeurs ou de liquides inhérents
à un
évènement majeur de sécurité du dispositif de stockage électrique 23.
Dans un exemple supplémentaire, un dispositif de fermeture amovible
permet de fixer solidairement la paroi de fermeture 24a, lorsqu'elle occupe sa
configuration de fermeture, au reste du boitier 20. Le dispositif de fermeture
amovible
35 est formé par au moins une vis, ou par au moins un aimant, ou par tout
autre moyen
de fixation amovible équivalent. Ceci est avantageux pour sécuriser
l'utilisateur du
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risque d'explosion ou de projections inhérents à un flux physique dangereux
(par
exemple de chaleur, de vapeur, ou de surpression) provenant du dispositif de
stockage
électrique 23.
Dans une mise en oeuvre du radiateur électrique illustrée sur la figure 3, le
5 bouclier de protection thermique 40 est formé d'au moins une plaque de
protection 41
pleine agencée entre le dispositif de stockage d'énergie électrique 23 et
l'organe de
chauffe 22. Ceci est avantageux pour permettre de limiter la montée en
température
des dispositifs de stockage d'énergie électrique 23. Ceci permet également de
limiter
ou contenir des risques d'explosion ou de projections provenant du dispositif
de
10 stockage d'énergie électrique 23 lors d'un événement majeur de sécurité.
Dans une mise en oeuvre supplémentaire du radiateur électrique illustrée
sur les figures let 3, au moins une ouverture de dissipation de chaleur 42 est
aménagée
autour de la plaque de protection 41. Cette ouverture de dissipation de
chaleur 42
assure une communication entre le compartiment inférieur 24 et le compartiment
15 supérieur 21 à un emplacement adapté pour éviter une incidence directe
des rayons
thermiques du rayonnement de chaleur 22a qui sont émis par l'organe de chauffe
22 et
qui traversent l'ouverture de dissipation de chaleur 42 sur le dispositif de
stockage
d'énergie électrique 23. En d'autres termes, l'ouverture de dissipation de
chaleur 42 est
adaptée pour empêcher le transfert thermique par rayonnement notamment
20 infrarouge direct depuis l'organe de chauffe 22 vers le dispositif de
stockage d'énergie
électrique 23. L'ouverture de dissipation de chaleur 42 est en outre agencée
pour
permettre un transfert thermique du dispositif de stockage électrique 23 avec
l'air via
un mouvement de convection naturelle ascendant vers l'organe de chauffe. Ceci
est
avantageux pour permettre d'évacuer la chaleur émise par le dispositif de
stockage
25 d'énergie électrique 23. Un autre avantage est d'augmenter l'efficacité
du radiateur en
rajoutant, à l'énergie développée par l'organe de chauffe 22, l'énergie
thermique
dégagée par le dispositif de stockage d'énergie électrique 23.
Dans une mise en oeuvre supplémentaire du radiateur électrique illustrée
sur les figures 1 à 3, le boitier 20 comporte des lumières 24b conférant une
30 communication entre le compartiment inférieure 24 et l'extérieur du boitier
20.
Lesdites lumières 24b sont aménagées dans une paroi inférieure du boitier 20
destinée
à être en regard du sol et dans une paroi arrière du boitier 20 destinée à
être en regard
de l'élément de fixation vertical 30. Ceci permet à la chaleur de s'évacuer
par
convection naturelle tout en protégeant l'utilisateur des projections et
explosions car
35 les lumières sont disposées vers le bas et l'arrière. Les lumières 24b
permettent
également avantageusement de favoriser une convection naturelle ascendante
autour
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du dispositif de stockage d'énergie électrique, en créant une entrée d'air
dans la partie
inférieure du radiateur. L'air, aspiré par convection naturelle à travers les
lumières 24b,
est chauffé par le dispositif de stockage d'énergie 23 et a ainsi une
trajectoire
ascendante pour passer à travers l'ouverture de dissipation de chaleur 42 et
venir
augmenter la chaleur développée par l'organe de chauffe 22.
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