Brevet FR2135412A1 — publié le 19721222

2135M2 La présente invention concerne des appareils électriques pour faire bouillir des liquides, par exemple des bouilloires électriques, des percolateurs pour faire le café, des machines à laver, des friteuses, etc... L'invention prévoit, dans de tels appareils, des moyens électroniques sensibles à la température et 5 qui interviennent pour couper l'alimentation électrique de l'élément chauffant quand le liquide bout et/ou quand cet élément chauffant s'échauffe de façon excessive, par exemple par manque de liquide. Selon l'invention, un appareil pour faire bouillir un liquide comprend un récipient pour le liquide, un élément chauffant électrique pour chauffer le 10 liquide du récipient, un dispositif de commutation commandé par le courant pour couper l'alimentation électrique de l'élément chauffant, et un circuit de commande comprenant un élément thermométrique électronique communiquant avec l'espace d'air situé au-dessus du liquide du récipient et/ou en contact thermique avec l'élément chauffant, cet élément thermométrique étant conçu pour actionner 15 le dispositif de commutation afin d'interrompre l'alimentation en courant électrique de l'élément chauffant quand la température dudit élément thermométrique est suffisamment élevée. Par "élément thermométrique électronique", on entend un dispositif dont un des paramètres électriques est variable en fonction de la température, avec un coefficient de température élevé. Généralement, ce pa-20 ramètre est une résistance et par "coefficient de température élevé" on entend un coefficient de température sensiblement plus élevé que le coefficient résistance/température des métaux. Le thyristor a un coefficient de température approprié, et un dispositif ayant un coefficient de température deux fois moins élevé que celui d'un thyristor serait également acceptable. De préférence, 25 l'élément thermométrique est une thermistance. lélément thermométrique peut avoir un coefficient de température positif ou négatif. Il est souvent utile de couper l'alimentation en courant électrique de l'élément chauffant dans deux cas, à savoir : (a) lorsque le liquide bout et (b) en cas de surchauffe de cet élément chauffant par suite de l'absence de 30 liquide dans le récipient. L'invention peut être utilisée dans chaque cas et aussi dans les deux cas. Quand les deux fonctions doivent être remplies, on peut utiliser un élément thefmométrique unique, celui-ci étant monté de façon à communiquer avec l'espace d'air situé au-dessus du liquide, afin que sa température soit suffisamment élevée par la vapeur résultant de l'ébullition du li-35 quide et, aussi, de façon à être en contact thermique avec l'élément chauffant afin que sa température s'élève en cas de surchauffe dudit élément. Dans un autre agencement, où les deux fonctions doivent être assurées, on prévoit deux éléments thermométriques montés électriquement en série, de sorte que l'échauf-fement de chacun d'entre eux actionne le dispositif de commutation, l'un de 40 ces éléments thermométriques communiquant avec l'espace d'air situé au-dessus 71 15967 2 2135412 du liquide, tandis que l'autre est en contact thermique avec l'élément chauffant. Le dispositif de commutation peut être un relais et le circuit de commande peut comprendre un transistor qui commande l'excitation de ce relais et qui, 5 de son côté, est commandé par un ou plusieurs éléments thermométriques. En variante, le dispositif de commutation peut être un dispositif semiconducteur tel qu'un thyristor ou une diode triac, capable de transporter le courant de chauffage et qui est commandé soit directement, soit par l'intermédiaire dsun transistor ou d'un thyristor, par le ou les éléments thermométriques. 10 Le circuit de commande peut simplement intervenir pour couper le disposi tif de commutation quand le liquide bout, le circuit ou le dispositif de commutation étant ensuite remis en marche à la main. En variante, le circuit de commande pourrait maintenir la température du liquide à son point d'ébul-lition ou légèrement au-dessous de ce point en ouvrant le dispositif de commu-15 tation quand l'élément thermométrique s'est échauffé, et en le refermant quand cet élément thermométrique s'est refroidi. De préférence, le circuit de commande prélève le courant d'alimentation de l'élément chauffant du réseau électrique, à travers un transformateur ou des impédances chutrices. 20 Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, l'appareil est une bouilloire électrique, le circuit de commande et le dispositif de commutation étant incorporés dans la poignée de celle-ci. Un conduit prévu dans la poignée communique avec l'espace d'air situé au-dessus de l'eau et renferme une thermis-tance qui commande un relais à réarmement manuel. 25 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin annexé dans lequel : - la figure 1 est une vue latérale schématique d'une bouilloire électrique conforme à l'invention; 30 - la figure 2 est une vue de détail de la poignée de la figure 1, avec une certaine modification; - la figure 3 est une vue partielle schématique d'une autre modification de la poignée de la figure 1; - la figure 4 est un schéma de principe du circuit électrique de la bouil-35 loire de la figure 1; - la figure 5 est un schéma de principe d'un autre montage du circuit électrique utilisé par l'invention; et, - les figures 6, 7 et 8 sont des schémas illustrant des modifications possibles du circuit de commande. 40 En se référant à la figure 1, on voit une bouilloire électrique qui com 71 15967 2135412 prend un corps 1 dans le fond duquel est monté un élément chauffant électrique 2. Le courant électrique nécessaire à l'alimentation de l'élément chauffant arrive par une douille 3 à travers les contacts 4 d'un relais 5. Ce relais 5 est logé dans la poignée 6, ainsi que le circuit de commande 7 auquel il est 5 associé. Ce circuit de commande comporte une thermistance 8 placée dans un conduit 9 de la poignée. Le conduit 9 communique en 10 avec l'espace situé au-dessus de l'eau de la bouilloire et en 11 avec l'atmosphère. Pour utiliser cette bouilloire, on la remplit avec de l'eau, puis on la relie au moyen d'un cordon muni d'une fiche (non représentés) au réseau élec-10 trique. On enfonce un bouton-poussoir qui ferme directement les contacts 4 du relais 5, ce qui excite ce dernier et tient ses contacts 4 fermés. Quand l'eau bout, la vapeur traverse le conduit 9 et chauffe la thermistance 8 à une température d'environ 100° C. Cette température est suffisante pour que le circuit de commande 7 désexcite le relais 5, provoquant ainsi l'ouverture des 15 contacts 4, ce qui coupe l'alimentation électrique de l'élément chauffant de la bouilloire. La figure 2 montre une modification du montage de la thermistance de la figure 1. Alors que dans le mode de réalisation de la figure 1, la thermistance intervient pour couper l'alimentation électrique de l'élément chauffant quand 20 l'eau bout, l'agencement de la figure 2 est conçu pour couper cette alimentation en cas de surchauffe de celui-ci. A cette fin, la thermistance 8 est montée sur une bande de béryllium-cuivre 13 soudée à l'élément chauffant 2. La bande 13 conduit la chaleur de l'élément chauffant à la thermistance et maintient cette dernière sensiblement à la même température que l'élément 25 chauffant. Le montage est conçu pour que quand la température de l'élément chauffant s'élève sensiblement au-dessus du point d'ébullition de l'eau, par exemple à 125° C, le relais 5 est désexcité pour ouvrir les coiitacts 4. Un autre mode de réalisation de l'invention prévoit de couper l'alimentation électrique de l'élément chauffant lorsque l'eau bout ou en cas d'échauf-30 fement excessif de cet élément. Ceci peut être réalisé en utilisant deux thermistances dans la même bouilloire, l'une étant montée comme sur la figure 1 et l'autre, comme sur la figure 2. Ces deux thermistances pourraient être connectées en série afin de désexciter le relais lorsque l'une d'entre elles est trop chaude. 35 Un autre moyen pour remplir les deux fonctions ci-dessus est représenté sur la figure 3. Dans cet agencement, une seule thermistance 8 est montée sur une bande de béryllium-cuivre comme sur la figure 2, et est aussi logée dans un conduit 9, communiquant avec l'espacé d'air situé au-dessus de l'eau. Ainsi, cette thermistance sera suffisamment chauffée pour désexciter le relais 40 lorsque l'eau bout ou lorsque l'élément chauffant devient trop chaud. 71 15967 4 2135412 La figure 4 montre le schéma du circuit électrique des bouilloires des figures 1 à 3. La source d'alimentation alternative est indiquée en 14. L'élément chauffant 2 est branché aux bornes de cette source d'alimentation quand les contacts de relais 4 sont fermés, de même que la combinaison en série d'une 5 impédance chutrice 15 et d'un pont de redressement pleine-onde 16. Le courant de sortie du redresseur 16 est filtré par un condensateur 17 avant d'être appliqué à la bobine de relais 5. On voit que quand les contacts 4 sont fermés par suite de l'enfoncement du bouton-poussoir 2 (figure 1), la bobine 5 est excitée et tient les contacts 4 fermés. 10 Un transistor 18 est branché aux bornes de la bobine 5 et est normalement non conducteur. Toutefois, une thermistance 8 qui, dans ce mode de réalisation a un coefficient de température négatif, est intercalée dans la voie base-émetteur de ce transistor. Quand la température de la thermistance 8 s'élève suffisamment, sa résistance décroît au point de permettre au transistor 18 15 de devenir conducteur, et, ainsi, de court-circuiter le relais 5. Quand le relais 5 est ainsi désexcité, les contacts 4 s'ouvrent, ce qui coupe l'alimentation électrique de l'élément chauffant. Dans l'agencement décrit ci-dessus, qui utilise deux thermistances, un procédé approprié de montage de la seconde thermistance consiste à la brancher 20 en parallèle sur la première, comme indiqué en 8a sur la figure 4. La figure 5 montre un autre montage électrique pour des bouilloires, telles que celles des figures 1 à 3. Au lieu d'un transistor en parallèle avec une bobine de relais 5, on utilise un transistor 19 en série avec celle-ci. Ce transistor est normalement conducteur et est bloqué par un accroissement suf-25 fisant de la résistance de la thermistance 8 qui a une caractéristique résistance/température positive et qui est reliée à la base du transistor. Une résistance 20 est prévue pour servir de charge au redresseur 16 quand le transistor est bloqué. Pour simplifier la représentation, la figure 5 montre un montage dans lequel 1'excitation du circuit de commande ne dépend pas de la 30 fermeture des contacts 4. La figure 6 montre une autre disposition de la thermistance 8 par rapport au transistor 18 de la figure 4. La figure 7 montre que le transistor 18 peut être du type p-n-p au lieu d'être du type n-p-n et montre un montage d'utilisation d'une thermistance 21 35 ayant un coefficient de température positif. La figure 8 représente une autre variante de réalisation dans laquelle, au lieu d'un transistor 18 branché aux bornes de la bobine 5, il est prévu un thyristor 18a dont l'électrode de commande est connectée à la thermistance 8, de manière que ce thyristor conduise lorsque la température de la thermis-40 tance atteint un niveau prédéterminé. 71 15967 5 2135412 Il va de soi que de nombreuses modifications' peuvent être apportées aux exemples représentés et décrits sans sortir pour autant du cadre de l'invention. C'est ainsi qu'au lieu du relais 5 et du contact 4, on pourrait utiliser un montage de déclenchement à semiconducteur, par exemple une thermistance,_une 5 paire de thermistances ou un triac, capable de commander l'alimentation de l'élément chauffant. Ce dispositif est normalement rendu conducteur par l'enfoncement d'un bouton-poussoir et est coupé par un échauffement suffisant de la thermistance 8 reliée directement ou à travers un transistor, à l'électrode de commande du circuit de commande à semiconducteur. 10 Le redresseur 16 pourrait être un redresseur demi-onde et le condensateur 17 est facultatif, bien que sa présence soit préférable dans ce cas. La température à laquelle intervient la coupure est réglable en agissant sur les paramètres du circuit. Une résistance variable pourrait être intercalée dans celui-ci pour permettre de régler, à volonté, cette température. 71 15967 6 2135412 REVENDICATIONS 1.- Appareil électrique pour bouillir des liquides, caractérisé en ce qu'il comprend un récipient pour le liquide, un élément chauffant électrique pour chauffer le liquide du récipient, un dispositif de commutation commandé 5 par le courant pour couper l'alimentation électrique de l'élément chauffant, et un circuit de commande comprenant un élément thermométrique électronique communiquant avec l'espace d'air situé au-dessus du liquide du récipient et/ou en contact thermique avec l'élément chauffant, cet élément thermométrique étant conçu pour actionner le dispositif de commutation afin d'interrompre 10 l'alimentation en courant électrique de l'élément chauffant quand la température dudit élément thermométrique est suffisamment élevée. 2Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément thermométrique est une thermistance. 3.- Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dis-15 positif de commutation coupe le courant d'alimentation de l'élément chauffant quand le liquide bout et également en cas de surchauffe de l'élément chauffant, un seul élément thermométrique étant prévu qui est monté de manière à communiquer avec l'espace d'air situé au-dessus du liquide et pour être en contact thermique avec l'élément chauffant. 20 4.- Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dis positif de commutation coupe le courant d'alimentation de l'élément chauffant d'une part, quand le liquide bout et également en cas de surchauffe de l'élément chauffant, un second élément thermométrique étant prévu, en plus du premier, les deux éléments thermométriques étant reliés électriquement en série de 25 manière que 1'échauffement de chacun d'eux actionne le dispositif de commutation, l'un des éléments thermométriques communiquant avec l'espace d'air situé au-dessus du liquide, tandis que l'autre est en contact thermique avec 1'élément chauffant. 5.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé 30 en ce que le dispositif de commutation est un relais et le circuit de commande comprend un transistor qui commande l'excitation de ce relais et qui, de son côté, est commandé par le ou les éléments thermométriques. 6.- Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, constituant une bouilloire électrique pour faire bouillir de l'eau, caractérisé en ce que 35 le circuit de commande et le dispositif de commutation sont incorporés dans la poignée de la bouilloire, un conduit étant prévu dans cette poignée, conduit qui communique avec l'espace d'air situé au-dessus de lteu et qui renferme l'élément thermométrique.