Brevet FR2420962A1 — publié le 19791026

La présente invention concerne une centrale d'alimentation en eau chaude pour instruments dentaires, comportant une unité d'alimentation munie d'un support qui lui est propre pour chaque instrument et des moyens de chauffage alimentes par une source de tension pour réchauffer l'eau destinée aux instruments. Dans une centrale d'alimentation de ce type, les moyens de chauffage comportent un élément chauffant commun à tous les instruments qui doivent être alimentés en eau chaude, élément qui, lorsqu'on utilise un instrument, est mis sous tension en fonction de la consommation d'eau chaude. Lorsque l'élément chauffant tombe en panne, il n'y a plus d'eau chaude pour aucun instrument et la réparation nécessite l'intervention de l'homme de l'art. L'invention a donc pour objet de fournir une centrale du même type qui présente un degré plus élevé de sécurité de fonctionnement et qui est d'un entretien plus simple. A cet effet, dans la centrale selon l'invention, toutes les unités d'alimentation possèdent un élément chauffant propre à chacune d'elles et seul l'élément chauffant associé à l'instrument enlevé de son support peut être actionné avec la totalité de sa puissance nominale. Par rapport à l'utilisation d'un élément chauffant unique, commun à tous les instruments, l'utilisation de plusieurs é- léments chauffants présente tout d'abord l'avantage que chaque é- lément chauffant individuel est moins souvent mis à contribution et a donc une plus grande longévité. Si toutefois un élément chauffant tombe en panne, les unités d'alimentation conformées en unités enfichables interchangeables conformément à la technique courante des modules peuvent être remplacées facilement et rapidement, même par une personne non qualifiée.Bien qu'il soit pré- vu un plus grand nombre d'éléments chauffants que dans les centra les connues, la partie alimentation en courant ne doit pas avoir une puissance théorique beaucoup plus grande, lorsque seul l'élément associé à l'instrument sorti de son support se trouve sous tension. Par ailleurs, selon une autre caractéristique de l'invention, on peut faire fonctionner tous les instruments avec une partie seulement de leur puissance nominale, lorsqu'aucun instrument n'est sorti de son support. De cette façon, on peut obtenir un pré-chauffage des éléments chauffants et éventuellement d'une réserve d'eau qu'ils chauffent ou maintenir celle-ci constamment à la température désirée, pour disposer im édiatement d'eau à cette température dès qu'on doit utiliser un instrument. Selon une autre caractéristique encore de la centrale selon l'invention, lorsqu'on enlève un instrument de son support les éléments chauffants associés aux autres instruments peuvent fonctionner avec une partie seulement de leur puissance nominale. De cette façon, les éléments chauffants associés aux instruments non utilisés peuvent, lorsqu'on utilise un instrument, continuer à chauffer avec une intensité réduite, tandis que celui associé à l'instrument utilisé fonctionne à pleine puissance. Dans une forme d'exécution avantageuse, pour faire fonctionner au maximum un élément chauffant en moyenne (de façon continue) avec la totalité de sa puissance nominale, il peut être envoyé aux éléments chauffants des instruments non sortis de leur support, de façon permanente, un nombre d'impulsions provenant d' une source de tension pulsatoire pour l'alimentation en courant qui est inférieur, par unité de temps, à icelui des impulsions identiques envoyées à l'élément chauffant d'un instrument sorti de son support. On peut alors se passer de résistances additionnelles les consommatrices d'énergie ou de moyens coûteux pour transformer la tension d'alimentation des éléments chauffants en vue de réduire leur pûissance de chauffage lorsqu'on n'utilise pas les instruments qui leurs sont associés. C'est ainsi que les impulsions de la source de tension peuvent etre envoyées à un compteur muni d'un nombre de sorties égal au nombre d'éléments chauffants, auxquelles apparait successivement un signal à chaque impulsion, et en même temps à des portes reliées aux sorties du compteur et déclenchées chaque fois rai' par un signal~de déclenchement produXt un instrument retiré de son support et qui dure jusqu'à ce que l'instrument soit replacé dans son support, ou par le signal de la sortie du compteur à laquelle est reliée la porte concernée, tandis que chaque porte est montée entre la source de tension et une borne de commande d'un élément de commutation monté en série avec un élément de chauffage subordonné à la porte concernée.Cette forme d'exécution permet d'obtenir une répartition uniforme des impulsions dtalimenta tion en courant produites par la source de tension entre les éléments chauffants des instruments non utilisés (non sortis de leurs supports)* En cas d'utilisation d'un instrument, deux éléments chauffants au maximum sont alimentés à chaque impulsion, de sorte que pour un nombre n d'éléments chauffants, il suffit que la puissance de la source de tension (sans tenir compte des autres parties de la centrale alimentées par elle) soit égale au double oins 1/n de la puissance nominale d'un élément chauffant. Dans une autre forme d'exécution de la centrale selon l'invention, dans laquelle ltenlèvement d'un instrument de son support provoque l'actionnement d'un contact associé, le signal émis par le contact actionné est envoyé à un organe de temporisation placé devant l'entrée de mise à 1 d'un multivibrateur bistable et à l'entrée de remise à zéro de ce meme multivibrateur, 1' entrée de déclenchement d'une des portes est reliée à la sortie d'état 1 du multivibrateur et les signaux qui apparaissent à la sortie d'état 1 de tous les multivibrateurs sont combinés suivant une fonction logique OU pour former un signal de blocage envoyé a tous les organes de temporisation.De cette façon, on est ré que lorsqu'un instrument est enlevé de son support, seul l'élément chauffant associé à cet instrument fonctionne avec la totalité de sa puissance nominale, même lorsqu'on enlève un second instrument de son support avant d'avoir replacé le premier dans le sien. On est également assuré que lors de la remise en place du premier instrument dans son support, l'élément chauffant associé au second instrument sorti de son support lors de l'utilisation du premier continue de fonctionner a puissance réduite. Lorsque des étages de pilotage et de déblocage pour la commande d'un moteur d'un instrument associé (fraise) sont reliés aux sorties d'état i respectives des multivibrateurs, le moteur du second instrument retiré de son support n'est pas non plus mis en marche par l'actionnement involontaire de son interrupteur lorsque le premier instrument est replacé dans son support. Il est également avantageux que la source de tension comporte un redresseur à double alternance alimenté par le secteur de courant alternatif et que l'organe de commutation comporte un thyristor bidirectionnel. De cette façon, l'alimentation en courant dtun élément de chauffage a lieu avec toutes les demiondes de la tension alternative du secteur, ce qui évite de solliciter avec du courant continu la transformateur de secteur contenu dans la source de tension. On peut en outre prévoir de placer entre le redresseur à double alternance et le compteur un étage de commutation à va- leur de seuil proche de zéro et un organe de temporisation placé en aval de cet étage et de relier la sortie de celui-ci directement à l'entrée de transition de toutes les portes. Le thyristor d'une unité d'alimentation est alors amorcé pratiquement directement au passage par zéro de la tension alternative du secteur, ce qui empêche de couper les demi-ondes de la dite tension et assure ainsi une meilleure utilisation du transformateur de secteur. Cet agencement permet en même temps d'éliminer les tensionspertuF batrices à haute fréquence. On peut prévoir entre chaque porte et l'organe de commutation associé une autre porte, qui peut etre déclenchée en fonction du signal de sortie d'un régulateur de température à deux paliers.L'élément chauffant associé n'est alors mis sous tension que lorsque sa température est trop basse. Ceci évite une consommation inutile d'énergie tout en assurant à l'eau la température désirée. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé, dont l'unique figure est un schéma bloc représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cette centrale d'alimentation en eau chaude de six instruments dentaires qui dirigent cette eau dans la bouche du patient, tels que fraises avec rinçage par eau chaude et instruments de rinçage par eau chaude proprement dits. Les instruments dentaires (non représentés) sont placés dans des supports (également non représentés) lorsqu'on ne les utilise pas et l'on peut les retirer de ces supports pour les utiliser. A chaque instrument est associé un contact K1 à K6, qui se ferme lorsqu'on introduit l'instrument dans son support et s' ouvre lorsqu'on l'en retire. Les contacts K1 à K6 sont, d'une part, tous reliés au potentiel zéro et, d'autre part, reliés chacun par l'intermédiaire d'un organe de temporisation Zl à Z6 à l'entrée de mise à 1 S et directement à l'entrée de remise a O R d'un multivibrateur bistable F1 à F6. L'organe de temporisation Zl comporte un circuit NON ET 1 avec trois entrées. Une entrée est reliée, par l'intermédiaire d'une résistance 2laspotentiel positif > au contact K1 et à 1' entrée d'un amplificateur inverseur.3. La sortie de celui-ci est reliée par une résistance 4 à la deuxième entrée du circuit NON ET 1 et, par l'intermédiaire d'un condensateur 5, au potentiel zéro (masse). Les autres organes detemporisation Z2 à Z6 sont construits comme l'organe Z1 Le multivibrateur bistable F1 est constitué par deux circuits NON-ET 6 et 7 ayant chacun une des deux entrées reliée à la sortie de l'autre. Les autres multivibrateurs F2 à F6 ont la même construction que la bascule F1. La sortie d'état 1 Q de chaque multivibrateur F1 à F6 est reliée par l'intermédiaire d'un circuit OU 01 à 6 à l'entrée de déclenchement d'une porte N1 à N6 conformée en circuit NON-ET. A chaque porte N1 à N6 est raccorde une unité d'alimentation V à V6 associée à un des instruments. L'unité d'alimentation V1 contient une autre porte 8 conformée en circuit ET, dont une des entrées est reliée à la sortie du circuit NON-ET Ni. La seconde entrée de la porte 8 est reliée à la sortie d'un régulateur de température à deux paliers 9, commandé par le signal de sortie d'un palpeur de température 10 qui, suivant la température, le commute dans un état ou dans un autre, de sorte que lorsque la température est trop basse, il produit un signal 1 et lorsqu'elle est trop élevée, il produit un signal 0. La sortie de la porte 8 est reliée par l'intermédiaire d'un amplificateur inverseur de puissance Il à la borne de commande d'un organe de commutation de puissance 12 conformé en thyristor bidirectionnel (appelé aussi triac). L'organe de commutation de puissance 12 est monté en série avec un élément chauffant a lui-même relié à un enroulement secondaire d'un transformateur d'alimentation 20. La température de l'eau est mesurée par le palpeur 10, ce qui est indiqué sommairement par le trait discontinu. L'unité d'alimentation V1 contient en outre un étage de pilotage et de déblocage T pour la commande - également alimentée par le secteur par l'intermédiaire du transformateur 20 d'un moteur que comporte éventuellement l'instrpent Cet étage T est relié directement à la sortie Q dU multivibrateur bistable F1. Les autres unités d'alimentation V2 à V6 sont conformées de la même manière que celle V1 et raccordées de la même façon aux portes N2 à N6 et aux multivibrateurs F2 à F60 Une source de tension pulsatoire 14 est reliée par 1' intermédiaire d'un étage à valeur de seuil 15 conformé en amplificateur inverseur à valeur de seuil proche de zéro et suivi d' un organe temporisateur 16 à l'entrée de comptage d'un compteur modulo-6 17, dont les six sorties A1 à A6 font apparaitre cycliquement l'une après l'autre, suivant les i uulsions d'entrée, un signal d'état 1, ce signal passant d'une sortie à la suivante chaque fois que l'impulsion envoyée à entrée de comptage passe de l'état à l'état 0. La sortie de l'étage à valeur de seuil 15, qui comporte uniquement un transistor, est reliée en outre aux entrées de transition de toutes les portes N1 a Ns, tandis que les sorties A1 à A6 du compteur sont reliées chacune, par l'intermédiaire d'un circuit NI co-tin 18, à une entrée de blocage d'un organe de temporisation respectif Zl à Z6* Cette entrée de blocage correspond à la troisième entrée du circuit NON-ET 1 dans chaque organe Z1 à Z6' ~ La source de tension 14 comporte le transformateur d' alimentation 20 branché sur le secteur en 19 et qui possède un autre enroulement secondaire auquel est relié un redresseur à double alternance 21, conformé en redresseur en pont. L'organe temporisateur 16 contient un circuit NI 22 dans le circuit d'entrée, auquel fait suite un condensateur qui est relié par une résistance 24 au potentiel positif et par un circuit inverseur 25 à l'autre entrée du circuit NI 22. Partant de lthypothese qu'un signal 0 est représenté par un potentiel zéro et qu'un signal i ou L est représenté par un potentiel positif, un signal O apparaît a 1'entrée de déclenchement de tous les organes de temporisation Z1 à Z6 et à l'entrée de remise à O R de tous les multivibrateurs b7stables F1 à F6 aussi longtemps qu'aucun instrument n1 est retiré de son support et que, de ce fait, tous les contacts K1 à K6 sont fermés, comme dans le schéma. En même temps, un signal 1 est envoyé par la sortie de chacun des organes de temporisation z1 à Z6 à l'entrée de mise à 1 S du multivibrateur bistable respectif F1 à F6. Tous les multivibrateurs Fi à F6 sont alors remis à O, de sorte que leur sortie Q produit un signal 0 et que le circuit NI 18 produit un signal i, qui débloque tous les organes de temporisation Z1 à Z6 de façon que ceux-ci puissent être éventuellement déclenchés par un signal 1 apparaissant à leur entrée de déclen churent lors de l'ouverture d'un des contacts K1 à K6, étant donné que leurs condensateur 5 se sont chargés à un potentiel positif a travers la résistance i pendant que les contacts étaient fermés et que la deuxième entrée du circuit NON-ET 1 reçoit aussi un signal 1 de ces condensateurs. Dans cet état, c'est-à-dire tous les contacts K1 à K6 étant fermés (aucun instrument n'est retiré), les portes N1 à 1 6 sont déclenchées l'une après l'autre par les signaux de sortie du compteur 17, de sorte que les impulsions de la source de tension 14, après avoir traversé l'étage à valeur de seuil 15, soSt réparties uniformément par les portes N1 à N6 entre les unités d' alimentation V1 à V6; en d'autres termes, la porte N1 laisse passer une première impulsion, la porte N2 en laisse passer une deu xième, la porte N en laisse passer une troisième, etc..A la condition que le régulateur de température à deux paliers 9 fournisse un signal 1, donc que la température de l'élément chauffant li soit trop basse, le thyristor bidirectionnel -12 reçoit toutes les six impulsions de la source de tension 14 une impulsion d' amorçage, de sorte qutil est et reste amorcé jusqu'au passage par zéro suivant de la tension alternative du secteur. Il en résulte que lorsque les instruments ne sont pas utilisés tous les éléments chauffants fl ne fonctionnent qu'avec un sixième de leur puissance nominale (c'est-à-dire de leur puissance maximale).Etant donné que dans cette phase pratiquement aucune énergie n'est prélevée sur les éléments chauffants 13, cette puissance est suffisante pour les maintenir à la température désirée, de sorte que lorsqu'on retire un instrument de son support, l'eau de rinçage a, elle aussi, tout de suite la température voulue. Lorsqu'on retire un instrument de son support, par exemple celui qui est associé au contact K1, l'entrée de déclenchement de l'organe de temporisation Z1 et l'entrée de remise à O du multivibrateur bistable F1 reçoivent immédiatement à travers la résistance 2 un signal 1. I1 en résulte que les trois entrées du circuit NON-ET 1 sont occupées par un signal 1 et que par conséquent un signal O est envoyé à l'entrée de mise à 1 S du multivibrateur bistable F1, basculant celui-ci à l'état 1.Le signal 1 qui apparat alors à la sortie Q de ce multivibrateur F1 déclenche la porte N1 et et fait produire au circuit NI 18 un signal de blocage, c'est-à-dire un signal 0, qui bloque tous les organes de temporisation Z1 à Z6 lesquels produisent de nouveau ou continuent de produire un signal 1. Tandis que les organes Z2 à z6 produisaient déjà un signal 1, le signal de sortie de l'organe passe bien de l'état O à l'état 1, mais ce changement n'a au cune influence sur l'état 1 du multivibrateur F1, car le circuit NON-ET 7 continue de recevoir du circuit NON-ET6 un signal 0. La porte N1 reste donc déclenchée par le signal 1 de la sortie Q du multivibrateur F1 aussi longtemps que le contact K1 reste ouvert, donc que l'instrument associé est utilisé. Pendant ce temps, la porte N1 laisse passer en une suite ininterrompue toutes les impulsions de la source de tension 14 (à travers l'étage à valeur de seuil 15), de sorte que l'élément chauffant i2 fonctionne avec la totalité de sa puissance nominale aussi longtemps que sa température est trop basse, donc que la porte 9 est ouverte. Par contre, tous les autres éléments chauffants (ceux associés aux instruments non utilisés) continuent de fonctionner avec un sixième de leur valeur nominale.Le transformateur dralimenta- tion 20 ne doit donc être dimensionné que pour une fraction de la puissance nominale totale de tous les appareils branché a, principalement les éléments chauffants. Lorsqu'un autre instrument, par exemple celui associé au contact K2 est retiré de son support, alors que l'instrument associé au contact K1 est encore utilisé, le contact K2 s'ouvre, sans toutefois déclencher organe de temporisation Z2 car tous les organes de temporisation Zl à Z6 sont bloqués parle signal de blocage du circuit NI 18 tant que le contact K1 est ouvert. Même si l'instrument associé au contact K1 est replacé dans son support, provoquant ainsi la fermeture du contact K1, alors que le contact K2 est encore ouvert, par exemple parce que l'assistante du dentiste a retiré le second instrument de son suport pendant l'utilisation du premier, l'élément chauffant 13 de la deuxième unité d'alimentation V2 continue à ne fonctionner qu'avec un sixième de sa puissance nominale, car le condensateur 5 de l'organe de temporisation Z2 après l'ouverture du contact K se décharge à travers sa résistance additionnelle 4, le temps de décharge déterminant le temps de fonctionnement de l'organe de temporisation.A l'état déchargé du condensateur 5, c'est-àdire lorsque le temps de fonctionnement de l'organe de temporisation Z2 est écoulé, le signal 0 qui apparaît alors à la deuxième entrée du circuit NON-ET 1 du deuxième organe de temporisation Z2 continue à bloquer cet circuit NON-ET 1, quel que soit-l'état de ses autres signaux d'entrée. Le contact K2 doit donc être refermé pour que le condensateur 5 se recharge, avant que l'organe de temporisation Z2 puisse être déclenché par l'ouverture du con tact K2. En d'autres termes, l'eau de rinçage d'un second instrument retiré de son support pendant l'utilisation d'un premier instrument ne peut être chauffée avec la totalité de la puissance nominale de l'élément chauffant associé que lorsque le second instrument, après la remise en place du premier, est lui-même replacé dans son support, puis retiré de celui-ci.On est ainsi assuré que le second instrument ne recevra pas la totalité de la puissance nominale de chauffage alors que le dentiste ne veut pas l'utiliser ou ne s'est pas encore décidé à le faire. Cet agencement élimine en outre le risque que le moteur de la fraise que constitue éventuellement le second instrument soit débloqué par l'étage de pilotage et de déblocage T de l'unité d'alimentation associée V2 et qu'un actionnement involontaire de l'interrupteur de commande mette le moteur immédiatement en marche, avant que l'instrument qui vient d'être utilisé soit replacé dans son support. On obtient ainsi non seulement une diminution de la consommation d'énergie, mais aussi l'assurance qu'un instrument ne peut être mis en marche involontairement. Aussi longtemps que la tension de sortie du redresseur 14 reste inférieur à la valeur de seuil proche de zéro, l'étage 15 produit une impulsion positive très brève et fait en sorte que l'amorçage de chaque thyristor 12 ait lieu au voisinage immédiat du passage par zéro de la tension alternative du secteur. De cette manière, le transformateur 20 est mieux utilisé que lorsque les éléments chauffants 13 fonctionnent avec des demi-ôndes "cou puées". Ceci permet d'éviter en outre des harmoniques qui pourrait produire des interférences radiophoniques. Le redressement à double alternance de la tension alternative du secteur à l'aide du redresseur en pont 21 et l'utilisation de thyristors bidirectionnels 12 évitent de solliciter le transformateur avec un courant continu (moyen). L'organe temporisateur 16 assure que les brèves impulsions de l'étage à valeur de seuil 15 ne puissent colncider avec les flancs des signaux de départ du compteur 17 et que des impulsions d'amorçage d'une durée suffisante soient envoyées aux thyristors 12, garantissant ainsi l'amorçage de ces derniers. On évite ainsi une sollicitation asymétrique du transformateur 20, c'est-à-dire avec un courant continu, comme cela peut se produire lors d'un amorçage irrégulier des thyristors. Comme il va de soi et comme il ressort de ce qui précè de, l'invention ne se limite pas à la forme d'exécution qui vient d'être décrite à titre d'exemple seulement; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. C'est ainsi que le nombre des unités d'alimentation et des instruments associés n'est pas limité à six, mais que la centrale peut être conçue - pour n'importe quel nombre de ceux-ci, seuls le nombre des sorties du compteur et des entrées du circuit NI 18 devant être modifié en conséquence. En outre, la centrale peut comporter d'autres unités d'alimentation sans élément chauffant ni régulateur de température, pour des instruments non alimentés en eau chaude. - REVENDICATIONS 1.- Centrale d'alimentation en eau chaude pour instruments dentaires, comportant une unité d'alimentation munie d'un support qui lui est propre pour chaque instrument et des moyens de chauffage alimentés par une source de tension pour réchauffer l'eau destinée aux instruments, caractérisée en ce que chaque unité d'alimentation possède un élément chauffant qui lui est propre et en ce que seul l'élément chauffant associé à l'instrument retiré de son support peut fonctionner avec la totalité de sa puissance nominale. 2.- Centrale selon la revendication 1, caractérisée en ce que tous les élémentschauffants peuvent fonctionner avec une partie seulement de leur puissance nominale lorsqu'auccun instrument n'est retiré de son support. 3. - Centrale selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que lorsqu'on enlève un instrument de son support, les éléments chauffants associés auxautres instruments ne peuvent fonctionner qu'avec une partie de leur puissance nominale. 4.- Centrale selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'il est envoyé aux éléments chauffants des instruments non retirés de leur support, de façon permanente, un nombre d'impulsions provenant d'une source de tension pulsatoi re pour l'alimentation en courant qui est inférieur, par unité de temps, à celui des impulsions envoyées à un instrument retiré de son support. 5.- Centrale selon la revendication 4, caractérisée en ce que les impulsions de la source de tension peuvent être envoyées à un compteur muni d'un nombre de sorties égal au nombre des éléments chauffants, auxquelles apparat successivement un signal à chaque impulsion, et en même temps à des portes reliées aux sorties du compteur et déclenchées chaque fois par un signal de déclenchement produit par un instrument retiré de son support et qui dure jusqu'a ce que l'instrument soit replacé dans son support, ou par le signal de la sortie du compteur à laquelle est reliée la porte concernée, tandis que chaque porte est montée entre la source de tension et une borne de commande d'un élément de commutation monté en serie avec un élément chauffant associé a la porte concernée. 6.- Centrale selon la revendication 4, caractérisée en ce que lorsque I'enlèvement d'un instrument de son support provoque l'actionnement d'un contact associé, le signal émis par le contact actionné est envoyé à un organe de temporisation placé devant l'entrée de mise à 1 d'un multivibrateur bistable et à 1' entrée de remise à zéro de ce même multivibrateur, l'entrée de déclenchement d'une des portes est reliée à la sortie d'état 1 du multivibrateur et les signaux qui apparaissent à la sortie d'état 1 de tous les multivibrateurs sont combinés suivant une fonction logique OU pour former un signal de blocage envoyé à tous les organes de temporisation. 7.- Centrale selon la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisée en ce que la source de tension comporte un redresseur à double alternance alimenté par le secteur de courant alternatif et en ce que l'organe de commutation comporte un thyristor bidirectionnel. 8.- Centrale selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'entre le redresseur à double alternance et le compteur est placé un étage de commutation à valeur de seuil proche de zéro et en ce qu'un organe temporisateur est placé immédiatement apyres cet étage, la sortie de cet étage étant reliée directement à l'entrée de transition de toutes les portes. 9.- Centrale selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisée en ce qu'entre chaque porte et l'organe de commutation associé est placée une autre porte, qui peut être déclenchée en fonction du signal de sortie d'un régulateur de température à deux paliers.