Brevet FR2642602A1 — publié le 19900803

La présente invention concerne un dispositif de commande de puissance pour foyers de chauffage ou analogues, en particulier du genre de ceux utilisés dans les tables de cuisson à surface de travail en matériau vitro-céramique ou équivalent et qui comportent des éléments chauffants fournissant un rayonnement calorifique approprié, notamment du genre résistances chauffantes bobinées sur un support isolant ou lampes infrarouges dites halogènes, fixées également sur un support d'isolation. Dans les foyers connus, comportant une ou plusieurs résistances radiantes, en alliage Fi-Cr, Fe-Cr-Al, Fi-Cr-Al ou autres, celles-ci sont commandées par un variateur constitué, soit par un doseur continu d'énergie & plusieurs plages de régulation, soit par un commutateur qui peut usuellement occuper successivement -plusieurs positions, généralement sept positions, repérées de o à 6, la première correspondant à une puissance calorifique nulle délivrée par les résistances et la dernière à la puissance nominale du foyer. Danses installations a lampes halogènes, on peut également utiliser pour la commande de puissance, soit un commutateur du genre précédent, soit un variateur électronique qui met en service ou coupe la tension aux bornes des lampes, ce variateur étant notamment conçu de manière à éviter la création de fréquences parasites dans le circuit d'alimentation. En pratique, les foyers de ce genre peuvent etre exclusivement radiants (à résistances), halogènes (à lampes) ou encore être mixtes, en combinant des résistances et des lampes. En outre, ils peuvent comporter une resistance unique ou deux résistances enroulées, par exemple concentriquement sur le support isolant, ou encore trois résistances convenablement imbriquées. De meme, ils peuvent comporter trois ou quatre lampes halogènes, dont la commande est réalisée, selon le niveau de puissance souhaité, en les associant selon divers montages en série ou en parallèle. De façon générale, les commutateurs de ces foyers de chauffage sont de conception différente, selon qu'ils assurent la commande de trois ou de quatre éléments ou circuits (résistances chauffantes et/ou lampes halogènes), pour réaliser les commutations nécessaires entre ceux-ci afin de faire varier la puissance délivrée par paliers successifs, sensiblement égaux et correspondant de l'un à l'autre à un changement de position d'un organe de commande du commutateur. Un voyant lumineux est avantageusement monté en parallèle, avec le commutateur, de manière à signaler la présence d'une tension électrique donc d'une puissance de chauffage, pour toutes les positions du commutateur autres que la position initiale à puissance nulle. Or, dans l'état de la technique, on constate que si les commutateurs adaptés à la commande de trois circuits du genre résistances ou lampes halogènes, sont relativement simples et en particulier ne présentent qu'un encombrement limité permettant de les loger sans problème majeur dans l'épaisseur du foyer, ceci sans accroitre la hauteur de ce dernier, il en va différemment avec un commutateur pour quatre circuits, d'un poids et d'un encombrement notables, pratiquement égal au double de celui d'un commutateur pour trois circuits, ce qui ne permet pas de conserver une hauteur globale du foyer inférieure à une limite maximale, de l'ordre de 30 à 50 mm au plus.Ce commutateur pour quatre circuits présente par ailleurs un prix de revient très sensiblement majore et est tel que le voyant lumineux, témoin de la mise sous tension du foyer, ne peut étre exclusivement alimenté par un contact de commutation le plaçant sous une différence de potentiel constante, ce qui peut étre génant dans certains cas. L'invention consiste donc à aménager le commutateur et les circuits qu'il commande pour permettre l'utilisation d'un ensemble normalement prevu pour trois circuits dans un montage mettant en jeu quatre circuits distincts A cet effet, le dispositif considéré, comportant un commutateur à plusieurs positions telles que le passage d'un organe de manoeuvre de l'une à l'autre détermine une variation de la puissance délivrée à partir d'un réseau de distribution électrique, le foyer comportant au moins quatre circuits de chauffage distincts, se caractérise en ce que le commutateur est prévu par construction pour la seule commande de trois circuits, deux des circuits du foyer étant montés en parallèle pour simuler vis-à-vis du commutateur un circuit unique, en complément des deux autres circuits. Selon une disposition préférée, le commutateur comporte sept positions, le passage de l'organe de manoeuvre de l'une à la suivante délivrant une puissance électrique variable par paliers successifs. Avantageusement, le commutateur comporte un voyant témoin, monté en permanence en parallèle entre les bornes du réseau d'alimentation. Selon une autre caractéristique particulière du dispositif envisagé, les circuits sont des lampes halogènes, des résistances radiantes ou toute combinaison de ces éléments. Les deux circuits montés en parallèle sont de préférence disposés dans le foyer dans les bords latéraux opposés de celui-ci, éventuellement au centre du foyer, ou selon toute autre disposition souhaitée. Selon le cas, les quatre circuits du foyer sont tous identiques ou identiques seulement deux a deux. Dans le premier cas, la puissance dégagée par chaque circuit est au plus égale au quart de la puissance maximale P max du foyer ; dans l'autre, les circuits deux a deux identiques, sont répartis en deux groupes, délivrant chacun des puissances respectivement P1 et P2, telles que néanmoins la somme P1 + P2 soit toujours egale à P max. D'autres caractéristiques d'un dispositif de commande de puissance pour foyer de chauffage établi conformément å l'invention, apparaîtront encore & travers la description qui suit d'un exemple de réalisation, donné à titre indicatif et non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels - La figure 1 est une vue schématique de dessus d'un foyer de chauffage à quatre circuits distincts, dont chacun est ici constitué ici par une lampe halogène classique. - La figure 2 est une vue en coupe transversale du foyer de la figure 1, non représenté sur le plan. - La figure 3 est un schéma simplifié, illustrant le montage électrique des lampes du foyer de la figure 1. - La figure 4 représente le montage du commutateur å sept positions, associé au foyer considéré. - La figure 5 représente les divers montages réalisés entre les circuits du foyer par le commutateur, pour chacune de ses positions. Sur les figure 1 et 2, la référence 1 désigne dans son ensemble un foyer de chauffage d'un type en lui-meme connu dans la technique, comportant notamment dans l'exemple considéré quatre lampes å rayonnement infrarouge, du genre lampes halogènes. Celles-ci sont respectivement désignées sous les références 2 et 3 pour les deux lampes situées lateralement dans le foyer 1, et par les références 4 et 5 pour celles situées au centre de celui-ci. Ces lampes s'étendent horizontalement et parallèlement entre elles, en reposant sur un support 6 en un matériau isolant approprié, associé à une couronne 7 d'appui qui immobilise les lampes en position convenable.Le foyer comporte par ailleurs un limiteur de température T qui s'étend transversalement dans la couronne 7 et qui permet de contrôler en permanence la température créée par la puissance calorifique délivrée par les lampes à travers une plaque supérieure 8 en matériau vitro-céramique, surmontant le foyer et constituant le plan de travail d'un ensemble de cuisson notamment. Les lampes 2 à 5 sont réunies par des liaisons électriques 9 à des connecteurs, respectivement 10 et 11, eux-memes raccordés a un commutateur (non représenté sur les figures 1 et 2), qui commande le niveau de la puissance électrique fournie par chacune des lampes selon les montages relatifs, entre une valeur nulle où le foyer est hors tension et une valeur nominale où il délivre une puissance maximale P max. Comme le montre schématiquement la figure 3, les connecteurs 10 et il sont notamment agencés de telle sorte que les lampes latérales 2 et 3 dans le foyer 1 soient en permanence réunies ensemble en parallèle, afin de constituer un circuit unique, tandis que les lampes 4 et 5, montées au centre forment pour leur part des circuits independants, le foyer comportant ainsi trois circuits distincts. La figure 4 illustre le schéma de principe du commutateur de commande du foyer tel que brièvement décrit ci-dessus. Sur cette figure, on retrouve les lampes 4 et 5 d'une part et le circuit unique formé par les lampes 2 et 3 montées en parallèle d'autre part, la référence 12 schématisant le neutre ou la masse du reseau électrique et le référence 13 une phase d'alimentation. Une diode ou redresseur équivalent 14 est montée en série entre la lampe 4 et les lampes 2 et 3 une une seconde diode 15 est montée en série entre la lampe 5 et un point commun 16, tandis qu'un voyant témoin 17 est avantageusement disposé entre la phase et le neutre pour permettre de signaler en permanence et sous une tension constante la mise en oeuvre du commutateur.Des contacts respectivement 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 et 28 sont disposés dans le commutateur et associés de façon connue à un organe de commande Le commutateur représenté sur la figure 4 est notamment un commutateur dit à trois circuits et å sept positions, les circuits étant constitués ici par les lampes 4 et 5 et le circuit unique équivalent aux lampes 2 et 4 Gr ce à la disposition des différents contacts 21 à 28, la puissance électrique fournie au foyer 1 est prévue pour etre progressivement croissante, comme le montrent les schémas successifs de la figure 5, en référence en outre au tableau suivant qui définit la position ouverte (0) ou fermée (F) de ces contacts pour chacune des sept positions A à G du commutateur Contacts Positions du Commutateur A B C D E F G 21 0 F F O O O O 22 0 0 O O F F F 23 0 0 0 F F O F 24 0 F F O O F F 25 0 O F O F O F 28 O O O F F O 0 27 0 0 0 O O F F 28 0 F F F F F F La figure 5 illustre ainsi pour chacune des positions A à G, le montage réalisé avec les trois circuits. Dans la position A, le foyer est hors tension, le témoin 17 étant éteint, tous les contacts 21 à 28 étant ouverts. Dans la position B, les trois circuits du foyer sont en série, la diode 15 n'autorisant le passage à travers les lampes 2 à 5 que d'une alternance du courant fourni par le réseau. Dans la position C, la diode 15 est shuntée, les trois circuits étant parcourus par les deux alternances du courant. Dans la position D, les circuits correspondant aux lampes 4 et 5 d'une part et le circuit équivalent aux deux lampes 2 et 3 d'autre part, sont montés en parallèle, en étant associés aux diodes respectivement 14 et 15, qui n'autorise chacune que le passage d'-une alternance. Dans la position E, les deux diodes 14 et 15 sont shuntées, les circuits restant dans la même configuration. Dans la position F, les trois circuits sont en parallèle mais les lampes 4 et 5 respectivement sont associées aux diodes 14 dune part et 15 d'autre part. Enfin dans la position G, les trois circuits sont de nouveau en parallèle mais sont respectivement traversés chacun par les deux alternances du courant d'alimentation. Dans tous les cas et pour toutes les positions du commutateur entre B et G, le témoin 17 reste allumé. On réalise ainsi un dispositif de commande de puissance pour foyer de chauffage à quatre circuits qui utilise en réalité un commutateur conçu pour trois circuits seulement, qui, outre le fait qu'il procure un gain de place non négligeable, en particulier très appréciable dans une plaque de cuisson dont l'épaisseur est nécessairement réduite pour les besoins de son montage, présente un prix de revient très sensiblement inférieur à celui d'un commutateur classique pour quatre circuits. Dans l'exemple de réalisation plus spécialement décrit et représenté, les quatre lampes 2 à 5 peuvent être toutes identiques. Ainsi pour un foyer fournissant une puissance nominale 2200 w, on utilisera avantageusement quatre lampes de 550 w chacune. On pourrait cependant prévoir pour la même puissance nominale que les lampes du foyer seront seulement identiques deux å deux, par exemple avec deux lampes centrales de 700 w et deux lampes latérales en parallèle de 400 w. D'une façon générale, on conçoit qu'il est possible d'envisager de multiples variantes en vue d'optimiser la variation de la puissance en fonction des différentes positions du commutateur, en jouant sur la puissance propre de chacune des lampes. De préférence, on fait en sorte que la puissance des deux lampes latérales montées en parallèle soit égale à la puissance d'une lampe centrale, ce qui correspond dans le cas considéré à deux lampes de 734 w au centre et à deux lampes de 367 w pour les côtés du foyer, la puissance maximale dans ce cas étant égale à 2202 w. Dans ces conditions et comme il résulte déjà de ce qui précède, il doit être entendu que l'invention ne se limite pas au seul exemple de réalisation plus spécialement décrit et représenté ci-dessus ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS i - Dispositif de commande de puissance pour foyers de chauffage ou analogues, en particulier pour plaques de cuisson, comportant un commutateur à plusieurs positions telles que le passage d'un organe de manoeuvre de l'une a l'autre détermine une variation de la puissance délivrée a partir d'un réseau de distributicn électrique, le foyer comportant au moins quatre circuits de chauffage distincts, caractérisé en ce que le commutateur est prévu par construction pour la seule commande de trois circuits, deux des circuits (2-3) du foyer (1) étant montés en parallèle pour simuler vis- & vis du commutateur un circuit unique, en complément des deux autres circuits (4-5). 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le commutateur comporte sept positions, le passage de l'organe de manoeuvre de l'une a la suivante délivrant une puissance électrique variable par paliers successifs. - - Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le commutateur comporte un voyant témoin (17), monté en permanence en parallèle entre les bornes (12-13) du réseau d'alimentation. 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, caractérisé en ce que les circuits sont des lampes halogènes, des résistances radiantes ou toute combinaison de ces éléments. 5 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux circuits montes en parallèle 6 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 S 5, caractérisé en ce que les quatre circuits du foyer sont tous identiques ou identiques seulement deux à deux. 7 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que, soit la puissance dégagée par chaque circuit est au plus égale au quart de la puissance maximale P max du foyer, soit les circuits, deux à deux identiques, sont répartis en deux groupes, délivrant chacun des puissances respectivement Pi et P2, telles que la somme Pi + P2 soit toujours égale à P max.