Brevet FR2462810A1 — publié le 19810213

La présente invention concerne les moyens de règlage électrique de la caractéristique hydraulique d'un circulateur de chauffage c entrai. Il est intéressant que la courbe caractéristique des circulateurs de chauffage central puisse être modifiée pour une meilleure adaptation à I'installation dans laquelle ils doivent fonctionner. Cette modification peut être réalisée hydrauliquement ou électriquement ou encore à la fois hydrauliquement et électriquement. Le procédé connu qui consiste à prévoir un by-pass hydraulique entrain une augmentation du bruit de l'accélérateur et une consommation inutile d'énergie électrique. En conséquence, il est intéressant d'utiliser des moyens électriques de règlage qui, seuls, évitent les deux inconvénients précités. Cependant, pour que la plage de réglage soit suffisante, on est amené à réduire de façon importante la vitesse du moteur, ce qui entraine une chUte importante du couple et en particulier du couple de démarrage. L'un des buts visés par la présente invention est donc de récupérer le couple maximal à chaque démarrage du moteur, quel que soit le règlage prévu pour la caractéristique hydraulique du circulateur. On sait parfaitement faire varier la vitesse d'un moteur asynchrone monophasé à capacité permanente par différents moyens. L'un de ces moyens est de modifier les connexions à & rieur du bobinage, de prendre tout ou partie de la phase auxiliaire, ou de la phase principale et de réaliser toute une série de combinaisons de ces divers éléments avec le condensateur. Ce moyen ne nécessite aucun élément supplémentaire Si ce ntest un commutateur plus ou moins élaboré. Par contre, soit il conduit à une réduction de couple faible, auquel cas il faut adjoindre un by pass hydraulique pour le règlage de la caractéristique du circulateur, soit la réduction de couple est importante mais la seule façon de récupérer le couple de démarrage maximal est une action manuelle sur le commutateur. Un autre moyen connu est de réduire la tension électrique aux bornes du moteur en insérant en série avec celui-ci une impédance variable ou une self ou une résistance ou une capacité on une combinaison de ces divers éléments. Dans ce cas, le couple de démarrage maximal est récupéré en courtcircuitant ces éléments. Les moyens connus actuellement utilisent soit une bilame (mais celle-ci doit être chauffée artificiellement pour se maintenir en position ouverte lorsque le démarrage a eu lieu), soit un relais électromagnétique avec des inconvénients de prix et d'encombrement. La présente invention vise à remédier à tous ces inconvénients en permettant la récupération du couple maximal à chaque mise en route d'un circulateur dont le moteur d'entraînement est un moteur asynchrone monophasé à capacité permanente. A cet effet, les moyens qu'elle concerne comprennent une impédance résistive et/ou capacitive et/ou inductive insérée en série avec au moins la phase principale dudit moteur et une thermistance montée en parallèle avec cette impédance. Ainsi, au démarrage, la résistance de la thermistance est pratiquement nulle, de sorte que l'impédance est court-circuitée et que le moteur dispose de son couple maximal. Après un temps très court mais suffisant pour assurer-un démarrage correct, le courant provoque l'échauffement de la thermistance dont la résistance croit jusqu'à atre comparable à un interrupteur ouvert. L'impédance se trouve alors en série avec la phase principale. Par ailleurs, le courant qui continue de traverser la thermistance est suffisant pour la maintenir à une températeur qui correspond à son état "ouvert". Suivant une forme et exécution simple de l'invention, l'impédance est constituée par une inductance montée en série avec la phase principale du moteur. De préférence, cette inductance est règlable, ce qui permet d'obtenir plusieurs vitesses du moteur à partir d'une même inductance. Dans ce cas, avantageusement, l'inductance est constituée par une bobine de fil de cuivre ou similaire équipée de plusieurs sorties intermédiaires dont chacune est reliée à l'une des bornes d'un commutateur qui présente trois bornes de plus que le nombre des sorties précitées, dont deux pour recevoir les extrémités de l'inductance et une ne recevant aucune liaison. De préférence, l'inductance est placée dans un boîtier en fonte ou similaire. Ce boîtier peut être placé dans la boîte à bornes du moteur ou présenter un alésage central de manière à constituer le coussinet de l'un des paliers du circulateur, des joints annulaires étant prévus pour assurer l'étanchéité voulue. Avantageusement, le boîtier de l'inductance constitue le coussinet du palier antérieur du circulateur, c'est-à-dire celui situé du côté de la turbine. Ainsi placé, il permet de récupérer les calories dissipées par les courants de Foucault dans le noyau en fonte et par effet Joule dans la bobine. Dans une variante, le boîtier logeant l'inductance est réalisé dans le corps de pompe du circulateur, qui est lui-même une pièce de fonderie. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution de ces moyens de règlage, dans le cas où l'impédance est constituée par une inductance montée en série avec la phase principale du moteur Figure 1 montre-le schéma électrique simplifié du moteur d'entraînement du circulateur selon l'invention Figure 2 est une vue en coupe diamètrale d'une inductance conforme à l'objet de la présente demande Figures 3 à 5 sont des vues en coupe axiale du circulateur selon l'invention, illustrant plusieurs variantes de positionnement de l'inductance. On voit sur la figure 1, montés en parallèle, l'enroulemen principal 2 et l'enroulement auxiliaire 3 d'un moteur électrique asynchrone monophasé à capacité permanente d'un type classique, ctest-a-dire comportant une capacité 4 montée en série avec l'enroulement auxiliaire 2. L'alimentation de ce moteur en couran alternatif monophasé se fait entre les bornes d'alimentation 7. Selon l'invention, une inductance 5 est montée en série avec l'enroulement principal 2. Cette inductance est prévue avec des sorties multiples, à savoir des sorties d'extremité: 5a et 5e et des sorties intermédiaires 5b, 5c et 5d. Chacune des sortie. 5a à Se est reliée électriquement à une borne, respectivement 6a à 6e d'un commutateur rotatif à gradins 6, qui possède une borne supplémentaire 6f à laquelle n'aboutit aucune liaison électrique. Ce commutateur rotatif permet de relier à la borne 6e l'une quelconque des bornes 6a à 6d ou 6f. Ce commutateur 6 permet donc de mettre en série avec l'enroulement principal 2 tout ou partie de l'inductance 5, ou encore de la courtcircuiter totalement. En effet, si la borne 6e est reliée à la borne 6f l'inductance 5 est utilisée en totalité en série avec l'enroulement principal 2. A l'opposé, si la borne 6e est reliée à la borne 6a, l'inductance 5 est totalement courtcircuitée. Comme le montre en outre la figure 1, une thermistance 8 est montée en parallèle avec l'inductance 4. Au démarrage, aucun courant ne l'ayant échauffée, la thermistance 8présente une résistance très faible par rapport à celle de l'inductance S qui, de ce fait, se trouve pratiquement courtcircuitée. Le moteur se comporte donc comme si l'inductance 5 n'existait pas et sa phase de démarrage s'effectue donc dans les mêmes conditions que- celles d'un moteur classique de même type que lui. L'intensité du courant de la phase principale 2 traverse donc la thermistance 8 et crée un échauffement qui, au bout d'un temps très court mais suffisamment long pour assurer un démarrage correct, fait augmenter la résistance de la thermistance 8 qui rapidement deviendrait supérieure à celle de l'inductance 5. La thermistance, dont la résistance a augmenté considérablement, se comporte alors comme un interrupteur ouvert et l'on peut dire qu'elle a basculé à l'état ouvert.Toute l'intensité du courant, ou presque, qui alimente la phase principale 2, traverse alors les éléments de l'inductance 5 en service, c'est-à-dire que le moteur tourne à la vitesse déterminée par son règlage correspndant au choix des éléments en service de l'inductance Par ailleurs, bien que faible, l'intensité du courant qui continue de traverser la thermistance 8 suffit à maintenir sa température à une valeur correspondant à son état ouvert. il faut noter que ce courant est d'ailleurs bien plus faible que celui nécessaire au maintien en échauffement d'une bilame. On peut noter en outre que le fonctionnement d'une thermistance n'est que faiblement influencé par la température ambiante, ce qui peut conduire a une légère réduction du temps durant lequel l'inductance 5 est courtcircuitée. En effet, la thermistance est essentiellement commandée par l'intensité du courant qui la traverse. Cette propriété présente donc l'avantage de disposer du couple de démarrage maximal, non seulement au premier démarrage, lorsque le moteur est froid, mais aussi à chaque démarrage ultérieur, lorsque le moteur est chaud.Comme il ressort de ce qui précède, le règlage de la vitesse du moteur d'entraînement de cet accélérateur, et-par conséquent de sa caractéristique hydraulique, se fait à l'aide du commutateur rotatif 6, qui permet de mettre en série avec l'enroulement principal 2 tout ou partie de l'inductance 5. Naturellement, la plus grande vitesse est obtenue lorsque l'inductance 5 est totalement courtcircuitée, c'est-à-dire lorsque les bornes 6a et 6e du commutateur sont reliées électriquement l'une à l'autre, les vitesses intermédiaires étant obtenues par les liaisons de la borne 6e à l'une des bornes 6b, 6c ou 6d. Au contraire, la liaison entre les bornes 6e et 6f, qui mettent en série avec lEn- roulement principal 2 la totalité de l'inductance 5, correspond à la vitesse minimale du moteur. Dans l'exemple qui vient d'être décrit sont prévues cinq vitesses différentes du moteur, mais il est évident que l'on pourrait en prévoir plus ou moins si on le désire. La figure 2 montre une forme d'exécution simple de l'inductance 5, selon laquelle elle est constituée par une bobine en fil de cuivre 9, dont on voit les sorties 5a à Se, et qui est placée dans un boitier 11 lui servant de noyau magnétique et qui, de préférence, est réalisée en fonte. Ce boîtier Il peut évidemment être placé à l'intérieur de la boîte à bornes du moteur ; cependant, dans une forme d'exécution préférée, tel qu'illustré sur la figure2, ce boîtier présente un alésage central 10 qui permet son utilisation comme palier du moteur. Dans l'exemple illustré sur la figure 3, le boîtier lia est agencé pour constituer le palier postérieur du moteur désigné par la référence géniale 12. A cet effet, un coussinet 13 vient s'emmancher dans l'alésage du boîtier lia, tandis qu'un joint torique 14 assure l'étanchéité entre le boîtier Il a et la chemise d'entrefer 15. Un seconljoint torique 16 contribue à parfaire l'étanchéité du palier constitué par le boîtier lia. Dans l'exemple illustré par la figure 4, le boîtier lib de l'inductance S constitue le palier antérieur du moteur 12 qui reçoit un coussinet 17, un joint torique 18 assurant l'étanchéité entre le palier iib et la chemise d'entrefer 15, tandis qu'un second joint torique 19 assure l'étanchéité au niveau du carter du moteur 12. Cette disposition est préférable à la précédente, car elle présente, par rapport à elle, l'avantage de permettre une récupération des calories dissipées dans le noyau fonte constitué par le boîtier lib, par les courants de Foucault, ainsi que celles dissipées par l'effet Joule dans la bobine 9. Ces calories sont en effet récupérées par l'eau de l'installation qui traverse le circulateur. La figure 5 illustre une autre variante de réalisation de l'invention, ou plus précisément une autre disposition possible de l'inductance 5 selon laquelle le boîtier en fonte llc, dans lequel est logée la bobine 9 de l'inductance 5, est obtenu en fonderie en même temps que le corps du circulateur. Dans cette disposition il n'est pas nécessaire de prévoir un alésage central 12 puisque dans ce cas, le boîtier 11c ne constitue pas un palier du moteur 12. Cette disposition permet, comme la précédente, une récupération tant des calories dissipées par les courants de Foucault, que de celles dissipées par effet Joule. Comme il va de soi et comme il ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution qui ont été données ci-dessus à titre d'exemples non limitatifs ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. - REVENDICATIONS 1. - Moyens de réglage électrique de la caracté- ristique hydraulique d'un circulateur de chauffage central dont l'entrainement est assuré par un moteur à synchrone monophasé à capacité permanente, caractérisé en ce qu'ils comprennent une impédance résistive, et/ou capacitive, et/ou inductive, insérée en série avec au moins tout ou partie de l'une des phases principale ou auxiliaire du dit moteur et une thermistance montée en parallèle avec cette impédance. 2. - aryens selon la revendication 1, caractérisés en ce que l'impédance est constituée par une inductance montée en série avec la phase principale. 3. - Moyens selon la revendication 2, caractéri sés en ce que l'inductance est réglable. 4. - doyens selon la revendication 3, caractérisés en ce que l'inductance est constituée par une bobine de fil de cuivre ou similaire équipée de plusieurs sorties intermédiaires dont chacune est reliée à l'une des bornes d'un commutateur qui présente trois bornes de plus que le nombre de sorties précitées, dont deux pour recevoir les extrémités de l'inductance et une ne recevant aucune liaison. 5. - Moyens selon la revendication 4, caractérisés en ce que l'inductance est placée dans un boîtier en fonte ou similaire. 6. - Moyens selon la revendication 5, caractérisés en ce que le boîtier est placé dans le boîtier à bornes. 7. - Moyens selon la revendication 5, caractérisés en ce que le boîtier constitue l'un des paliers di moteur, des joints annulaires étant prévus pour assurer té voulue. 8. - Moyens selon la revendication 7 9 caractérisés en ce que le boîtier de l'inductance constitue le coussinet du palier antérieur du circulateur, c'est-à-dire celui situé du côté & la turbine. 9. - Moyens selon la revendication 5, caractérisés en ce que le boîtier logeant l'inductance est réalisé dans le corps de pompe du circulateur qui est lui-meme une pièce de fonderie.