Brevet FR2651952A1 — publié le 19910315

- 1 - 2651952 Les thermoplongeurs actuels sont constitués en général d'un ou plusieurs éléments chauffants brasés sur un flasque en bronze ou soudés sur un flasque en acier inoxydable. Ce flasque peut être fileté pour être vissé sur la paroi de l'enceinte à chauffer avec interposition d'un joint plat, ou peut être embouti auquel cas l'étanchéité avec la paroi est réalisée à l'aide d'un joint torique. L'élément chauffant se présente généralement sous la forme d'un solénoïde noyé dans un isolant, le tout étant disposé dans un tube réalisé en cuivre nickelé ou encore en acier inoxydable. Le chauffage des eaux naturelles à l'aide de tels éléments de chauffage à flux constant pose un certain nombre de problèmes difficiles à résoudre. Tout d'abord, la présence du chlore dans l'eau entraîne des phénomènes de corrosion très brutale par piquration et sous contrainte, en particulier pour les aciers inoxydables. Par ailleurs, les dépSts calcaires peuvent entainer des surchauffes et accélérer brutalement la corrosion et même éventuellement fondre l'élément chauffant. La présente invention vise à pallier ces inconvénients. A cet effet, l'invention a pour objet un thermoplongeur, notamment pour le chauffage des eaux naturelles, comprenant un flasque de montage traversé par au moins un élément chauffant, caractérisé par le fait qu'il comprend un presse-étoupe monté sur le flasque pour assurer l'étanchéité entre le flasque et l'élément chauffant. Chaque élément chauffant est par conséquent monté par l'intermédiaire d'un presse-étoupe, ce qui évite les problèmes de brasure et de soudure qui entraînent une hétérogénéité métallique ou de structure, ce qui permet par conséquent d'améliorer la tenue à la corrosion. Afin de faciliter le montage, le presse-étoupe est de préférence serti sur le flasque. L'étanchéité entre le flasque et la paroi de l'enceinte sur laquelle est monté le thermoplongeur est avantageusement réalisée à l'aide d'une nervure formée à la périphérie du flasque pour coopérer avec un joint plat disposé entre le flasque et la paroi de l'enceinte. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, on prévoit trois éléments chauffants en épingle à cheveux dont chaque extrémité traverse le flasque à travers un presse-étoupe et est reliée à un connecteur disposé à l'extérieur du flasque. Plus particulièrement, le connecteur peut comporter douze bornes disposées sensiblement en cercle, les première, septième et neuvième - 2 - 2651952 bornes étant isolées, la deuxième borne étant reliée à la douzième, la troisième borne étant reliée à la cinquième et à la onzième, la quatrième borne étant reliée à la sixième, et la huitième borne étant reliée à la dixième. Un tel agencement permet toutes les connections possibles pour les éléments chauffants et notamment un montage soit en étoile, soit en triangle. Le connecteur peut notamment se présenter sous la forme d'une plaque, la liaison entre les troisième, cinquième et onzième bornes étant réalisée d'un côté de la plaque, et les liaisons entre les deuxième et douzième, quatrième et sixième, et huitième et dixième bornes respectivement étant réalisées de l'autre coté de la plaque. Les bornes peuvent être constituées par des trous traversant la plaque, ces trous étant, avant branchement des éléments chauffants, fermés par un bouchon susceptible d'âtre perforé de manière à révéler une éventuelle erreur à la mise en service. Dans le cas o le fil chauffant de l'élément chauffant est enroulé en hélice, un thermo-couple peut être disposé dans l'axe de l'hélice. Ce thermo-couple permet une détection de température qui peut avoir plusieurs fonctions, notamment une détection et une limitation de la température de l'élément chauffant par intermédiaire d'une régulation électronique, une détection du tartre, ce dernier entrainant une résistance thermique supplémentaire, de sorte qu'à flux constant, il y a élévation de température, ainsi qu'une détection et une régulation du niveau par manque de liquide qui entraîne également une élévation de température. Avantageusement, ce thermocouple est monté dans un tube de support formant une borne d'alimentation pour le fil chauffant de l'élément chauffant. On décrira maintenant à titre d'exemple non limitatif des modes de réalisation particuliers de l'invention en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en demicoupe axiale d'un thermoplongeur selon l'invention, - les figures 2 et 3 représentent deux modes de montage possibles pour les éléments chauffants de ce thermoplongeur, - la figure 4 est une vue de dessus du connecteur de ce thermoplongeur, - la figure 5 en est une vue de dessous, - la figure 6 est une vue en coupe selon la ligne VI-VI de la figure 4, - 3 - 2651952 - la figure 7 est une vue en coupe selon la ligne VII-VII de la figure 4, - la figure 8 est une vue en coupe axiale d'un élément chauffant de ce thermoplongeur, - la figure 9 est une vue en coupe à plus grande échelle selon la ligne IX-IX de la figure 8, - la figure 10 est une vue similaire à la figure 9 d'une variante de réalisation, et - la figure Il est une vue en coupe axiale de cette variante. On voit sur la figure 1 un élément chauffant 1 en épingle à cheveux monté sur le flasque 2 du thermoplongeur. Ce flasque 2 est réalisé en tôle emboutie et comporte un certain nombre de trous pour le passage des extrémités des éléments 1. Des douilles 3 sont serties dans ces trous avec interposition d'un joint torique d'étanchéité 4. Les douilles 3 sont filetées intérieurement pour coopérer avec un bouchon 5 fileté extérieurement de manière à former un presse-étoupe avec un joint torique 6 susceptible d'être écrasé au fond de la douille 3 par le bouchon 5. Les extrémités des éléments chauffants 1 traversent la douille 3 et le bouchon 5 et sont connectées à un connecteur 7 qui sera décrit plus en détail ci-après. Le flasque 2 est monté sur la paroi 8 de l'enceinte à chauffer par exemple à l'aide de vis engagées dans des trous 9 du flasque (figure 2). Le flasque 2 comporte en outre une nervure 10 emboutie à sa périphérie, cette nervure venant écraser un joint plat Il disposé contre la paroi 8 à l'extérieur de l'enceinte. Le joint Il assure par conséquent l'étanchéité entre la paroi 8 et le flasque 2, le joint 4 assure l'étanchéité entre le flasque 2 et le presseétoupe, et le joint 6 assure l'étanchéité entre le presse-étoupe et l'élément chauffant 1. Les figures 2 et 3 montrent deux façons de monter trois éléments chauffants I sur une bride 2 munie de six presse-étoupes d'étanchéité. Dans la figure 2, trois éléments identiques 1 sont montés circulairement adjacents les uns aux autres alors que dans la figure 3 deux éléments de mêmes dimensions sont montés parallèlement l'un à l'autre et un troisième élément de plus grande dimension est monté perpendiculairement aux deux premiers éléments. - 4 - 2651952 Ces deux agencements assurent une bonne convection de l'eau de sorte que les dépôts éventuels de tartre ne colmatent pas le passage entre les différents éléments. Les figures 4 à 7 représentent le connecteur 7 formé dans une plaque circulaire 12 réalisée dans un matériau isolant. Douze trous 21 à 32 sont percés en cercles à distance régulière autour de la plaque 12 pour former des bornes de raccordement pour les extrémités des éléments chauffants 1. Les trous 21, 27 et 29 sont isolés des autres alors que, d'un côté de la plaque 12, trois barrettes métalliques 40, 41 et 42 relient les trous 22 et 32, 24 et 26, et 28 et 30 respectivement et que, de l'autre csté de la plaque 12, une barrette 43 relie les bornes 23, 25 et 31. Enfin, des bouchons 44 ferment les trous des différentes bornes, ces bouchons étant percés lors de la connection des éléments 1. On constate que l'on réalise un montage en triangle en alimentant le connecteur aux bornes 24, 28 et 32 et en connectant les trois éléments chauffants aux bornes 22 et 24, 26 et 28, et 30 et 32 respectivement. Par contre, on réalise un montage en étoile en alimentant le connecteur aux bornes 21, 27 et 29 et en connectant les éléments chauffants aux bornes 21 et 23, 25 et 27, et 29 et 31 respectivement. La figure 8 représente une extrémité de l'élément chauffant 1 dans lequel le fil chauffant 50 est enroulé hélicoldalement. Une tige en céramique 51 possède deux trous 52 pour le passage des deux fils 53 d'un thermo-couple 54 formé à l'extrémité de la tige 51. La tige 51 est elle-même engagée dans un tube 55 traversant un bouchon 56 formé à l'extrémité du tube extérieur 57 de l'élément chauffant 1, pour maintenir le thermo-couple 54 dans l'axe de l'élément 1 et par conséquent de l'hélice formé par le fil 50 à la distance souhaitée de l'extrémité de l'élément 1. Le tube 55 sert également de borne d'alimentation pour le fil chauffant 50. Le fil 50 ainsi que le thermo-couple et ses organes de support sont noyés dans une poudre isolante 58. Le thermo-couple 54 permet de déterminer la température à l'intérieur de l'élément 1 et par conséquent au niveau du fil, ce qui permet de limiter la température de ce dernier pour augmenter sa durée de vie, de limiter la température de l'élément chauffant pour ne pas dégrader le produit à chauffer, et de détecter une épaisseur de tartre ou de dépSt quelconque ou encore un manque de liquide dans l'enceinte à chauffer. - 5 - 2651952 Dans la variante des figures 10 et 11, on utilise pour le thermo-couple des fils isolés 59, le centrage du thermo-couple 60 dans le fil chauffant 61 étant assuré à l'aide d'un ciment céramique 62 avant le remplissage de la poudre isolante. Diverses variantes et modifications peuvent bien entendu être apportées à la description qui précède sans sortir pour autant du cadre ni de l'esprit de l'invention. - 6 - 2651952 REVENDICATIONS 1 - Thermoplongeur, notamment pour le chauffage des eaux naturelles, comprenant un flasque de montage (2), traversé par au moins un élément chauffant (1), caractérisé par le fait qu'il comprend un presse-étoupe (3, 5) monté sur le flasque pour assurer l'étanchéité entre le flasque et l'élément chauffant. 2 - Thermoplongeur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le presse-étoupe est serti sur le flasque. 3 - Thermoplongeur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le flasque comporte une nervure (10) agencée pour coopérer avec un joint plat (11) pour assurer l'étanchéité entre le flasque et la paroi (8) de l'enceinte sur laquelle est monté le thermoplongeur. 4 - Thermoplongeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il comprend trois éléments chauffants en épingle à cheveux dont chaque extrémité traverse le flasque à travers un presse-étoupe et est reliée à un connecteur (7) disposé à l'extérieur du flasque. - Thermoplongeur selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ledit connecteur comporte douze bornes (21-32) disposées sensiblement en cercle, les première (21), septième (27) et neuvième (29) bornes étant isolées, la deuxième borne (22) étant reliée à la douzième (32), la troisième borne (23) étant reliée à la cinquième (25) et à la onzième (31), la quatrième borne (24) étant reliée à la sixième (26), et la huitième borne (28) étant reliée à la dixième (30). 6 - Thermoplongeur selon la revendication 5, caractérisé par le fait que ledit connecteur se présente sous la forme d'une plaque (12), la liaison (43) entre les troisième, cinquième et onzième bornes étant réalisée d'un côté de la plaque, et les liaisons (40, 41, 42) entre les deuxième et douzième, quatrième et sixième, et huitième et dixième bornes respectivement étant réalisées de l'autre coté de la plaque. 7 - Thermoplongeur selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les bornes sont constituées par des trous traversant la plaque, lesdits trous étant, avant le branchement des éléments chauffants, fermés par un bouchon (44) susceptible d'être perforé. 8 - Thermoplongeur selon l'une quelconque des revendications I à 7, caractérisé par le fait que le fil chauffant (50) de l'élément chauffant est enroulé en hélice, un thermocouple (54) étant disposé dans l'axe de l'hélice. - 7 - 2651952 9 - Thermoplongeur selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le thermocouple est monté dans un tube de support (55) formant une borne d'alimentation pour le fil chauffant (50) de l'élément chauffant.