FR2734400A1 - REGULATION THERMOSTAT COMPRISING A SAFETY DEVICE IN THE PROBE - Google Patents
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Abstract
La sonde (3) comporte à son extrémité libre et entre le tube (3a) et la tige (4) un dispositif de sécurité (7) constitué d'un ressort (7a) réalisé en alliage à mémoire de forme qui agit par l'intermédiaire d'une entretoise (7c) sur un coulisseau (8) dont le déplacement provoque l'ouverture des rupteurs électriques (10 et 11) lors d'une élévation de température dépassant celle du seuil thermique minimal du ressort (7a).The probe (3) has at its free end and between the tube (3a) and the rod (4) a safety device (7) consisting of a spring (7a) made of shape memory alloy which acts by intermediate a spacer (7c) on a slide (8) whose movement causes the opening of the electrical switches (10 and 11) during a rise in temperature exceeding that of the minimum thermal threshold of the spring (7a).
Description
La présente invention a trait à un thermostat à sonde destiné parThe present invention relates to a probe thermostat intended for
exemple à la régulation de la température de l'eau contenue à l'inté- example to regulate the temperature of the water contained inside
rieur d'un chauffe-eau électrique.of an electric water heater.
Les thermostats sont des dispositifs de commande thermo-sensibles à action cyclique destinés à maintenir la température entre deux valeurs particulières dans des conditions de fonctionnement normal et dans Thermostats are thermosensitive control devices with cyclic action intended to maintain the temperature between two particular values under normal operating conditions and in
lequel un réglage par l'utilisateur peut être prévu. which can be adjusted by the user.
Les thermostats à sonde sont des systèmes électro-mécaniques de régulation de la température comprenant d'une part un tube métallique à fort coefficient de dilatation (cuivre, laiton) à l'intérieur duquel est placée une tige de métal à faible coefficient de dilation (invar) et d'autre part un contact électrique commandant le courant à envoyer dans Probe thermostats are electro-mechanical temperature regulation systems comprising on the one hand a metal tube with high coefficient of expansion (copper, brass) inside which is placed a metal rod with low coefficient of expansion ( invar) and on the other hand an electrical contact controlling the current to be sent to
la résistance de chauffage et actionné grâce à la dilatation différen- the heating resistance and activated by the different expansion
tielle des deux métaux constituant la sonde. tial of the two metals constituting the probe.
Les thermostats à sonde connus destinés aux chauffe-eau électriques fonctionnant sous pression comportent généralement un dispositif de sécurité permettant de couper l'alimentation électrique destinée au chauffage de l'enceinte dans laquelle est disposée la sonde en cas d'élévation intempestive de la température à l'intérieur de cette Known probe thermostats intended for pressurized electric water heaters generally include a safety device making it possible to cut off the electrical supply intended for heating the enclosure in which the probe is placed in the event of an untimely rise in temperature. inside this
enceinte.pregnant.
On connait des thermostats de ce genre qui sont décrits par exemple dans le brevet d'invention 2 579 013 appartenant à la Demanderesse et qui comprennent plus particulièrement une rondelle cloquante qui se déforme sous l'action d'une température déterminée en vue d'actionner un coulisseau dont le déplacement provoque la coupure du circuit de chauffage de l'enceinte dans laquelle est disposée la sonde du thermostat. Ce genre de thermostat transmet la chaleur de 1 'eau contenue dans l'enceinte par conduction à l'embase métallique du corps de ce dernier o est logée la rondelle cloquante. Cette dernière doit être prévue pour se déformer lorsque la temperature, en bout de sonde, à l'intérieur d'un chauffe-eau, atteint un seuil critique en vue de couper les circuits électriques. Pour obtenir un parfait fonctionnement, il faut prévoir une rondelle cloquante qui se déforme à une température bien inférieure à celle du seuil critique du fait de la distance séparant le bout de sonde There are known thermostats of this kind which are described for example in patent 2,579,013 belonging to the Applicant and which more particularly comprise a blistering washer which deforms under the action of a determined temperature in order to actuate a slide whose movement causes the heating circuit of the enclosure in which the thermostat probe is disposed to be cut off. This kind of thermostat transmits the heat of the water contained in the enclosure by conduction to the metal base of the body of the latter where the blistering washer is housed. The latter must be designed to deform when the temperature, at the end of the probe, inside a water heater, reaches a critical threshold in order to cut the electrical circuits. To obtain perfect functioning, it is necessary to provide a blistering washer which deforms at a temperature much lower than that of the critical threshold due to the distance separating the probe tip.
et l'embase du thermostat fixée contre l'enceinte. and the thermostat base fixed against the enclosure.
Les perfectionnements qui font l'objet de la présente invention visent à permettre la réalisation d'un dispositif de sécurité agissant The improvements which are the subject of the present invention aim to allow the realization of a safety device acting
2 27344002 2734400
en bout de la sonde, donc au coeur du système à réguler. at the end of the probe, therefore at the heart of the system to be regulated.
A cet effet, le thermostat suivant la présente invention comporte à proximité de l'extrémité libre de la sonde et entre le tube et la tige un dispositif de sécurité constitué d'un ressort réalisé en alliage à mémoire de forme qui agit par l'intermédiaire d'une entretoise sur un To this end, the thermostat according to the present invention comprises, near the free end of the probe and between the tube and the rod, a safety device consisting of a spring made of a shape memory alloy which acts through a spacer on a
coulisseau dont le déplacement provoque l'ouverture des rupteurs élec- slide whose displacement causes the opening of the electric breakers
triques lors d'une élévation intempestive de la temperature à l'inté- triques during an untimely rise in the temperature inside
rieur de l'enceinte dans laquelle est plongée ladite sonde. of the enclosure in which said probe is immersed.
Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer: Fig. 1 est une vue en perspective éclatée illustrant le The appended drawing, given by way of example, will allow a better understanding of the invention, the characteristics which it presents and the advantages which it is capable of providing: FIG. 1 is an exploded perspective view illustrating the
dispositif de sécurité suivant la présente invention. security device according to the present invention.
Fig. 2 est une coupe représentant un thermostat à sonde muni du dispositif de sécurité en position de fonctionnement Fig. 2 is a section showing a probe thermostat fitted with the safety device in the operating position
Fig. 3 est une coupe semblable à celle de fig. 2, mais illus- Fig. 3 is a section similar to that of FIG. 2, but illus-
trant les rupteurs électriques ouverts du fait de la dilatation du trant electrical breakers open due to the expansion of the
dispositif de sécurité lors d'une augmentation intempestive de la tempé- safety device in the event of an untimely increase in temperature
rature. On a représenté en fig. 1 à 3 un thermostat à sonde 1 comportant un socle 2 réalisé en matière plastique et qui porte d'une part le mécanisme de commande du circuit d'alimentation d'un système de cross out. There is shown in fig. 1 to 3 a probe thermostat 1 comprising a base 2 made of plastic and which carries on the one hand the control mechanism of the supply circuit of a
chauffage et d'autre part une sonde métallique 3. heating and on the other hand a metal probe 3.
La sonde 3 comporte un tube 3a à fort coefficient de dilatation qui The probe 3 comprises a tube 3a with a high coefficient of expansion which
est assujetti à une cuvette métallique 3b comprenant deux pattes diamé- is subjected to a metal bowl 3b comprising two diametric legs
tralement opposées 3c et 3d qui viennent se loger respectivement dans trally opposite 3c and 3d which are housed respectively in
des fentes 2a et 2b ménagées dans le socle 2. slots 2a and 2b formed in the base 2.
La patte 3c comporte un prolongement vertical 3e dont la base est The leg 3c has a vertical extension 3e whose base is
adjacente à deux ailes 3f et 3g orientées dans le même sens que le pro- adjacent to two wings 3f and 3g oriented in the same direction as the pro-
longement 3e. Les ailes 3f et 3g sont aplaties à l'intérieur de la fente long 3rd. The wings 3f and 3g are flattened inside the slot
2a de manière à retenir axialement la cuvette 3b par rapport au socle 2. 2a so as to retain the bowl 3b axially with respect to the base 2.
De même, la patte 3d comprend deux ergots parallèles 3h et 3i sépa- Similarly, the 3d tab includes two parallel pins 3h and 3i separated
rés par une saignée centrale 3i pour permettre le rabattement desdits ergots à l'intérieur de la fente 2b pour constituer la deuxième fixation res through a central groove 3i to allow the folding of said lugs inside the slot 2b to constitute the second attachment
de la cuvette 3b par rapport au socle 2. of the bowl 3b relative to the base 2.
A l'intérieur du tube 3a est placée une tige de métal 4 à faible coefficient de dilatation dont l'une des extrémités est sertie au tube 3a, tandis que l'autre extrémité coopère avec un organe de réglage 5. On observe également que le prolongement 3e de la patte 3c dépasse Inside the tube 3a is placed a metal rod 4 with a low coefficient of expansion, one end of which is crimped to the tube 3a, while the other end cooperates with an adjustment member 5. It is also observed that the 3rd leg extension 3c exceeds
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au-dessus du socle 2 pour servir d'articulation à l'une des extrémités d'un levier amplificateur isolant 6a d'un contact électrique 6 qui est actionné par la tige 4 lors des variations de températures régnant à above the base 2 to serve as a hinge at one end of an insulating amplifier lever 6a of an electrical contact 6 which is actuated by the rod 4 during temperature variations prevailing at
l'intérieur de l'enceinte dans laquelle est disposée la sonde 3. the interior of the enclosure in which the probe 3 is placed.
Cette dernière comporte à son extrémité libre et entre le tube 3a et la tige 4 un dispositif de sécurité 7. Le dispositif est constitué The latter comprises at its free end and between the tube 3a and the rod 4 a safety device 7. The device consists
d'un ressort 7a réalisé dans un alliage à mémoire de forme qui est tra- a spring 7a made of a shape memory alloy which is tra
versé par la tige 4. Le ressort 7a vient prendre appui sur une rondelle 7b elle-même traversée par la tige 4 et qui est disposée à proximité du sertissage du tube 3a avec la tige 4. I1 peut être prévu en variante que le ressort 7a vienne prendre appui directement contre la partie conique 3k du tube 3a sans que cela intervienne dans le bon fonctionnement du poured by the rod 4. The spring 7a comes to bear on a washer 7b itself traversed by the rod 4 and which is arranged near the crimping of the tube 3a with the rod 4. I1 can alternatively be provided as the spring 7a come to bear directly against the conical part 3k of the tube 3a without this intervening in the proper functioning of the
dispositif de sécurité 7.safety device 7.
Une entretoise cylindrique 7c est introduite dans la partie res- A cylindrical spacer 7c is introduced in the res-
tante de la sonde 3 entre le tube 3a et la tige métallique 4. L'entre- aunt of the probe 3 between the tube 3a and the metal rod 4. The
toise 7c est d'une longueur légèrement supérieure à celle du tube 3a height rod 7c is slightly longer than that of tube 3a
pour venir déboucher dans l'espace délimité par la cuvette 3b. L'entre- to come out into the space delimited by the bowl 3b. The Entre
toise 7c est en appui contre le ressort 7a et reste libre dans ses height rod 7c bears against the spring 7a and remains free in its
déplacements verticaux à l'intérieur de la sonde 3. vertical movements inside the probe 3.
Au-dessus de l'entretoise 7c se trouve un coulisseau 8 en matière isolante telle que du plastique, traversé par la tige 4 et qui peut se Above the spacer 7c is a slide 8 made of insulating material such as plastic, crossed by the rod 4 and which can be
déplacer en va-et-vient de manière verticale à l'intérieur d'une ouver- move back and forth vertically inside an opening
ture appropriée 2c ménagée dans le socle 2. Le coulisseau 8 comporte une partie centrale 8a qui se prolonge par deux ailes 8b, 8c diamétralement appropriate structure 2c formed in the base 2. The slide 8 has a central part 8a which is extended by two wings 8b, 8c diametrically
opposées et solidaires chacune d'une butée 8d, 8e s'étendant vertica- opposite and integral each with a stop 8d, 8e extending vertically
lement et parallèlement à l'axe de déplacement du coulisseau 8. slowly and parallel to the axis of movement of the slide 8.
L'une des ailes et plus particulièrement celle référencée 8c comporte à proximité de la butée 8e un doigt de réarmement 8f qui se dirige en direction de l'extérieur du boîtier 9 représenté en traits One of the wings and more particularly that referenced 8c comprises, near the stop 8e, a reset finger 8f which is directed towards the outside of the housing 9 shown in lines
mixtes (fig. 2 et 3).mixed (fig. 2 and 3).
Au-dessus des butées 8d et 8e sont disposées des lames élastiques et métalliques 10a et lla, appartenant respectivement aux rupteurs de sécurité 10 et 11 du thermostat 1. Chaque rupteur de sécurité 10 et 11 est monté sur les phases d'alimentation en courant électrique de la Above the stops 8d and 8e are arranged elastic and metallic blades 10a and lla, belonging respectively to the safety switches 10 and 11 of the thermostat 1. Each safety switch 10 and 11 is mounted on the electric power supply phases of the
résistance d'un chauffe-eau ou d'un appareil analogue, non représenté. resistance of a water heater or the like, not shown.
Les extrémités des lames élastiques 10a et lla portent un contact mobile lOb et llb propre à coopérer avec un contact fixe 10c et llc solidaire des bornes de connexion 12 dont une seule est réprésentée en fig. 2 et 3. The ends of the elastic blades 10a and 11a carry a movable contact 10b and 11b capable of cooperating with a fixed contact 10c and 11c secured to the connection terminals 12, only one of which is shown in FIG. 2 and 3.
4 27344004 2734400
Le fonctionnement du thermostat 1 résulte des explications qui précèdent. On comprend que le contact 6 est commandé par le levier amplificateur 6a en fonction de la dilatation relative du tube 3a par rapport à la tige 4. Le réglage du thermostat 1 s'effectue par le bouton 5. Celui-ci peut porter un index se déplaçant en face d'une graduation prévue sur le boîtier 9. Si pour une raison quelconque la température de l'installation vient à s'élever anormalement, en dépassant celle du The operation of thermostat 1 results from the foregoing explanations. It is understood that the contact 6 is controlled by the amplifier lever 6a as a function of the relative expansion of the tube 3a relative to the rod 4. The adjustment of the thermostat 1 is carried out by the button 5. The latter may bear an index moving opposite a graduation provided on the housing 9. If for any reason the temperature of the installation rises abnormally, exceeding that of the
seuil thermique minimal du ressort 7a, ce dernier se dilate pour dépla- minimum thermal threshold of spring 7a, the latter expands to move
cer verticalement en direction du haut l'entretoise 7c à l'intérieur du tube 3a. Le déplacement vers le haut de l'entretoise 7c entraîne dans le même sens le coulisseau en matière plastique 8 qui, par l'intermédiaire des butées 8d et 8e, soulève les lames élastiques lOa et lla pour ouvrir les rupteurs de sécurité 10 et 11 assurant la coupure du courant dans cer vertically towards the top the spacer 7c inside the tube 3a. The upward movement of the spacer 7c drives in the same direction the plastic slide 8 which, by means of the stops 8d and 8e, lifts the elastic blades lOa and lla to open the safety switches 10 and 11 ensuring the power cut in
l'installation de chauffage.the heating system.
Il suffit alors d'appuyer sur le doigt de réarmement 8f pour con- Then just press the reset finger 8f to con-
traindre le ressort 7a dans sa position initiale pour que les rupteurs de sécurité 10 et 11 viennent en contact. Le retour du ressort 7a à sa position initiale ne peut être assuré que lorsque la température en bout de sonde 3a c'est à dire à l'intérieur du chauffe-eau est redescendue en drag the spring 7a into its initial position so that the safety switches 10 and 11 come into contact. The return of the spring 7a to its initial position can only be ensured when the temperature at the end of the probe 3a, that is to say inside the water heater has dropped to
dessous d'un seuil critique.below a critical threshold.
Le doigt de réarmement 8f peut être supprimé pour éviter d'utiliser The reset finger 8f can be removed to avoid using
des thermostats ayant subi une élévation de température intempestive. thermostats having undergone an untimely rise in temperature.
Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a It should also be understood that the above description has not
été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domai- given as an example and does not limit the area
ne de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails ne of the invention which we would not leave by replacing the details
d'exécution décrits par tous autres équivalents. of execution described by all other equivalents.
27344002734400
RE V E N D I C A T IONSRE V E N D I C A T IONS
1. Thermostat à sonde du genre comprenant un système électro- 1. Probe thermostat of the kind comprising an electro-
mécanique de régulation de la température pourvu d'une sonde constitué d'un tube métallique à fort coefficient de dilatation à l'intérieur duquel est placée une tige de métal à faible coefficient de dilatation et au moins un rupteur électrique de sécurité commandant le courant électrique employé dans la résistance de chauffage, caractérisé en ce que la sonde (3) comporte à son extrémité libre et entre le tube (3a) et la tige (4) un dispositif de sécurité (7) constitué d'un ressort (7a) réalisé en alliage à mémoire de forme qui agit par l'intermédiaire d'une entretoise (7c) sur un coulisseau (8) dont le déplacement provoque l'ouverture des rupteurs électriques (10 et 11) lors d'une élévation de mechanical regulation of the temperature provided with a probe constituted by a metal tube with high coefficient of expansion inside which is placed a metal rod with low coefficient of expansion and at least one electrical safety switch controlling the electric current used in the heating resistor, characterized in that the probe (3) has at its free end and between the tube (3a) and the rod (4) a safety device (7) consisting of a spring (7a) made made of shape memory alloy which acts by means of a spacer (7c) on a slide (8) whose displacement causes the opening of the electrical switches (10 and 11) during an elevation of
température dépassant celle du seuil thermique minimal du ressort (7a). temperature exceeding that of the minimum thermal threshold of the spring (7a).
2. Thermostat à sonde suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort (7a) prend appui sur une rondelle percée (7b) disposée à proximité du sertissage permettant la fixation du tube (3a) avec la tige (4). 3. Thermostat à sonde suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort (7a) prend appui directement sur la partie conique (3k) 2. Probe thermostat according to claim 1, characterized in that the spring (7a) is supported on a pierced washer (7b) disposed near the crimp allowing the fixing of the tube (3a) with the rod (4). 3. Probe thermostat according to claim 1, characterized in that the spring (7a) bears directly on the conical part (3k)
du tube (3a), de la sonde (3).of the tube (3a), of the probe (3).
4. Thermostat à sonde suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'entretoise (7c) dépasse au-dessus de la cuvette (3b) pour venir en 4. Probe thermostat according to claim 1, characterized in that the spacer (7c) protrudes above the bowl (3b) to come into
contact avec le coulisseau (8).contact with the slide (8).
5. Thermostat à sonde suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le coulisseau (8) comporte une partie centrale (8a) solidaire de deux ailes (8b) et (8c) diamétralement opposées se prolongeant chacune 5. Probe thermostat according to claim 1, characterized in that the slide (8) has a central part (8a) integral with two diametrically opposite wings (8b) and (8c) each extending
par une butée verticale (8d) et (8e). by a vertical stop (8d) and (8e).
6. Thermostat à sonde suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le coulisseau (8) comporte sur son aile (8c) et à proximité de sa butée (8e) un doigt de réarmement (8f) s'étendant verticalement suivant 6. Probe thermostat according to claim 5, characterized in that the slide (8) has on its wing (8c) and near its stop (8e) a reset finger (8f) extending vertically along
l'axe de dépacement dudit coulisseau. the axis of displacement of said slide.
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