Brevet FR2007051A1 — publié le 19700102

La presente invention se rapporte aux couvertures électriques chauffantes, coussins et couvre-pieds chauffants, et équivalents (tous appareils qu'on appelïera dans la suite couvertures chauffantes pour abréger). Suivant l'invention, une couverture chauffante comprend un circuit qui est composé d'un premier élément chauffant agencé pour être alimenté par la tension du réseau et d'un deuxième élément - chauffant- agencé pour-- étre alimenté où être--maintenu alimenté lorsque le premier élément chauffant est déconnecté de la tension du réseau, ce deuxième élément chauffant étant agencé pour être alimenté à une tension plus basse par l'intermédiaire d'un transformateur. ;'invention rermet de réaliser ainsi une couverture chauffante qui peut être chauffée rapidement au moyen de la tension du réseau puis etre maintenue à la température voulue en utilisant une tension plus basse. :n utilisant uniquement la tension plus basse lorsque le lit est occupé, on accroit la sécurité de la couverture. Suivant une caractéristique de la présente invention, une couverture chauffante comprend un circuit b qui est composé de deux éléments chauffants, un transformateur muni d'un enroulement primaire et d'un enroulement secondaire, deux bornes principales auxquelles une source d'énergie électrique peut betre connectée, et un commutateur pouvant prendre une première position dans laquelle les éléments sont connectés aux bornes principales et une deuxième position dans laquelle les éléments sont connectés aux bornes de i'enroulement secondaire du transforma- teur tandis que l'enroulement primaire de ce transformateur est connecté aux bornes principales. On décrira dans la suite, à titre d'exemples non limitatifs, deux couvertures chauffantes en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples noli limitatifs La figure 1 représente le circuit ae la première couverture; La figure 2 représente le circuit de la deuxième couverture; Les figures 3 et 4 représentent des parties du circuit de la figure 2, représentées différemment pour illustrer plus clairement le fonctionnement. Sur la figure 1, la couverture 1 comprend un circuit composé de deux bornes d'entrée 2 et 3 auxquelles l'alimentation principale est connectéeen fonctionnement0 A ces bornes 2 et 3 est connecté un interrupteur principal bi-polaire 4, dont la sortie est connectée à un dispositif commutateur 5. ae dispositif commutateur 5 présente quatre sorties dont deux sont connectées a bornes d'un élément chauffant 6 et les deux autres aux bornes de l'enroulement primaire 7 d'un transformateur 8 comportant un enroulement secondaire qui est connecté aux bornes d'un élément chauffant 10. Les éléments chauffants 6 et 10 sont disposés sensiblement sur le même trajet dans la couverture 1 et peuvent être enroulés en cable double concentrique. L'élément chauffant 6 est calculé pour entre alimenté sous la tension du réseau, par exemple de 240 volts tandis que l'élé- ment chauffant 10 est calculé pour tertre alimenté par une tension plus basse, par exemple dé 40 volts, qui est fournie par le transformateur 8. En utilisation, on chauffe rapidement la couverture I en plaçant le commutateur 5 dans une première positon où la ten sion réseau est connectéé aux bornes de l'élément chauffant 6. Lorsque la couverture 1 a atteint-la température désirée, on place le commutateur 5 dans une deuxième position où il déconnec- te l'élément chauffant 6 de l'alimentation du réseau et connecte l'enroulement primaire 7 du transformateur 8 à l'alimentation du réseau. Le transformateur 8 fournit alors la basse tension à l'élément chauffant 10, qui dégage une chaleur suffisante pour maintenir la couverture 1à la température voulue. il est visible que, lorsque c-ommutateur 5 occupe la deuxième position, de sorte que seule la basse tension isolée fournie par le transformateur 8~est en utilisation, la couverture 1 peut être utilisée avec une plus grande sécurité pendant que le lit est occupé. Le commutateur 5 peut permettre d'alimenter l'élément chauffant 10 par le transformateur 8 en même temps que la tension du réseau est connectée à l'élément chauffant 6 de sorte que lors cue le commutateur 5 vient en deuxième position, l'élément chauffant 1C est déjà chaud. zur la figure 2,on a représenté la deuxième forme de réalisation dé la couverture-ault comprend un circuit composé de deux bornes d'entrée 11 et 12, auxquelles la tension du réseau est connectée pendant le fonctionnement, un transformateur 13 qui comporte un enroulement primaire 14 et un enroulement secondaire 15, deux éléments chauffants analogues 16 8t 17, etun commuta teur manuel S à deux positions et cinq contacts b 52, S3, 54, et s5. Le circuit comprend également un interrupteur bi-métallique comprenant un élément 18 et un contact 19, un fusible 20, un élément redresseur 21 et un interrupteur principal bi-polaire 22. La borne Il est connectée, à travers le contact 19 et un pale de l'interrupteur 22, & une extrémité de l'enroulement primaire 14 tandis que la borne 12 est connectée, à travers l'autre-p81e de l'interrupteur 22, à l'autre extrémité de l'enroulement primaire 14. Lorsque. le commutateur S est dans sa première position, dans laquelle les contacts b1 à S5 prennent les positions représentées, il établit un circuit qui part de la première extrémité de l'enroulement primaire 14, traverse le contact S1, le fusible 20, l'élément 18 de l'interrupteur, un élément chauffant 16, le contact 53, le redresseur 21, l'élément chauffant 17 et le contact S5 pour aboutir à l'autre extrémité de l'enroulement primaire 14. Ceci correspond à la position "haute" du commutateur S dans laquelle les éléments 16 et 17 sont connectés en série entre eux (et avec le redresseur 21) aux bornes du réseau, comice indiqué schématiquement sur la figure 3. Lorsque le commutateur S est inversé, un circuit s'établit de la première extrémité de l'enroulement secondaire 15, à travers le contact S1, le fusible 20, l'élément 18 de l'interrupteur, le contact 52, les éléments chauffants 16 et 17 connectés en parallèle, le contact 54 et le contact S5, pour revenir à la deuxième extrémité de l'enroulement secondaire 15. Ceci correspand à la position "basse" du commutateur S, dans laquelle les éléments 16 et 17 sont connectés en parallèle entre eux aux bornes de l'enroulement secondaire 15, comme indiqué schématiquement sur la figure 4. Lorsqu'on met dFabord le circuit sous tension, le commutateur S est normalement dans sa position "haute" et le contact 19 est fermé. Ceci provoque un chauffage rapide par application de la tension du réseau qui peut être par exemple de 240 volts, aux éléments chauffants 16 et 17 montés en série.Enswite, lorsque le commutateur S est mis dans sa position "basse" les éléments chauffants 16 et 17 sont connectés en parallèle et alimentés à l'aide du transformateur 13, qui peut fournir par exemple une tension de sortie de 40 volts ou moins. Ce circuit est principalement destlné à être utilisé dans une couverture de dessous ou un couvre-pieds et, pour un lit à une seule place, la chaleur dégagée peut être de 80 watts dans la position "haute" et de 20 watts dans la position "basse",cette dernière puissance étant suffisante pour maintenir la température au niveau voulu lorsque le lit est occupé. Le fait de placer le commutateur S sur sa position "basse" lorsque le lit est occupé procure une sécurité supplémentaire à l'utilisateur, en raison de l'utilisation d'une basse tension isolée. Les éléments chauffants 16 et 17 sont enroulés pour former un câble double concentrique, c'est-à-dire que les éléments sont enroulés en hélice l'un sur l'autre, sur une âme commune isolante, avec interposition d'un isolant entre les deux conducteurs et recouvrement d'une gaine isolante extérieure. La matière isolante utilisée peut être le chlorure de polyvinyle. Lorsque le commutateur S est dans sa position "haute", le courant qui passe dans les éléments chauffants 16 et 17 (et par conséquent également dates le fusible 20) est redressé à simple alternance par le redresseur 21.Si, toutefois, il se développe une température indésirablement élevée dans le câble chauffant, à une valeur suffisante pour provoquer un court-circuit entre les éléments 16 et 17, le redresseur 21 est court-circuité et il se produit une forte augmentation de l'intensité qui passe dans le fusible 20, qui assure l'ouverture rapide du circuit. L'interrupteur bi-métallique (18, 19) constitue un organe de réglage dominant tel que, lorsque la température de la couverture excède une valeur prédéterminée, le contact 19 s'ouvre et déconnecte la tension du réseau. Pour que ceci puisse se produire in dépendamment de la position donnée au commutateur S, il est nécessaire que la moyenne quadratique de l'intensité qui passe dans l'élément 18 de l'interrupteur soit la même pour les deux positions du commutateur S. Dans une forme de réalisation du circuit, cette intensité est de 0,47 ampère pour une tension du réseau de 240 volts, l'enroulement secondaire 15 fournit une tension de 42 volts et chacun des éléments chauffants 16 et 17 ayant une valeur ohmique de 180 ohms. la température prédéterminée peut être fixée de telle façon que l'interrupteur 18 travaille comme coupe-circuit de sécurité pour éviter la surchauffe, ou bien cet interrupteur peut être réglable de façon à jouer le rôle d'un organe de réglage de la température. On pourra apporter aux circuits suivant l'invention diverses modifications et variantes sans pour cela sortir de son cadre. Par exemple, on peut incorporer dans les circuit plus de deux éléments chauffants. R X V z K D I C A T I 0 IY S 1.- ouverture chauffante électrique ou équivalent, caractérisée en ce au'elle comprend un circuit constitué par un pre- mier élément chauffent alimenté par la tension du réseau et un deuxième élément chauffant alimenté, ou maintenu alimenté, lorsque le premier élément chauffant est déconnecté de la tension du réseau, sous une tension plus-basse à travers un transformateur. 2.- Couverture chauffante ou équivalent suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le premier et le deuxième éléments chauffants sont enroulés pour former un cable double concentrique. 3.- Couverture chauffante ou équivalent caractériséeen ce qu'elle comprend un circuit composé de deux éléments chauffants, d'un transformateur ayant un enroulement primaire et un enroulement secondaire, de deux bornes principales auxqtielles une source d'énergie électrique peut être connectée, et d'un commutateur pouvant prendre une première position dans laquelle les éléments sont connectés aux bornes principales et une deuxième position dans laquelle les éiéments- sont connectés aux bornes de l'enroulement secondaire du transformateur er où l'enroule- ment primaire est connecté aux bornes principales. 4.- Couverture chauffante ou équivalent suivant la revendication 3, caractérisée en ce que les deux éléments chauffants sont connectés en série entre eux lorsque ledit commutateur est dans sa première position et en parallèle entre eux lorsque le commutateur est dans sa deuxième position. 5.- Couverture chauffante ou équivalent suivant la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisée en ce que ie circuit comprend un autre commutateur qui joue le rôle d'un coupecircuit de sécurité ou d'un organe de réglage de la température. 6.- Couverture chauffante ou équivalent suivant la revendication 5, caractérisée en ce que lendit autre commutateur est un interrupteur bi-métallique. 7.- Couverture chauffante ou équivalent suivant la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la moyenne quadratique de l'intensité qui passe dans ledit autre commutateur est la même lorsque le premier commutateur est dans sa premiére ou dans sa deuxième position. 8.- Couverture chauffante ou équivalent suivant ltune quel- conque des revendications 3 à 7, caractérisée en ce que les deux éléments chauffants sont enroulés ensemble sous la forme d'un cable double concentrique. 9.- Couverture chauffante ou équivalent suivant la revendication o, caractérisée en ce qu'un élément redresseur est connoe- té en série entre les éléments chauffants pour former avec un fusible un dispositif de protection tel, que s'il s'établit un court-circuit entre les éléments chauffants contenus dans le cable, le redresseur est cour-circuité et qu'il se produit une forte augmentation de l'intensité qui passe dans le fusible.