Brevet FR2671400A1 — publié le 19920710

La présente invention concerne un avertisseur de niveau de température pour appareil ménager chauffant. La présente invention concerne également un appareil ménager chauffant comportant un avertisseur de niveau de température conforme à l'invention. Les avertisseurs de niveau de température connus sont essentiellement des avertisseurs électriques équipant des appareils ménagers chauffants électriques, lesquels comportent en général un thermostat qui coopère avec des moyens de réglage du courant de chauffage pour réguler la température de la partie chaude. La personne qui utilise l'appareil ménager chauffant est, le cas échéant, prévenue que le niveau de température prédéterminé est atteint par un signal lumineux et/ou sonore. On connait ainsi des friteuses électriques qui comportent des moyens automatiques de détection et de réglage de la température de l'huile qu'elles contiennent, tels que l'huile ne dépasse pas un certain niveau maximal de température au-delà duquel elle se décompose et peut devenir dangereuse pour la santé. Par contre ces avertisseurs connus sont inutilisables sur un appareil ménager chauffant non électrique utilisant une source d'énergie calorifique autre que l'énergie électrique. Par ailleurs, de nombreux avertisseurs de niveau de température connus utilisent un bilame pour détecter la température à contrôler. Le bilame, qui se déforme progressivement lorsque la température du milieu dans lequel il est placé augmente, est un organe qui permet une régulation de température précise à condition d'être soumis sensiblement directement à la température à contrôler. Dans le cas d'un récipient chauffant, cette condition signifie la nécessité d'une opération délicate et onéreuse de fixation du bilame sur l'appareil ménager, telle qu'une brasure, une soudure ou un usinage. S'il n'en est pas ainsi, le manque de précision du bilame s'ajoute à l'imprécision de l'écart entre la température mesurée et celle à contrôler pour rendre impossible un réglage précis de cette dernière.En outre, un bilame est surtout utilisable dans des circuits électriques pour établir ou couper un contact pratiquement sans effort mécanique. La nécessité d'un effort mécanique augmenterait encore l'imprécision du bilame. Par ailleurs, on connaît des alliages dits à mémoire de forme qui présentent la caractéristique de pouvoir recouvrer une déformation importante par une simple élévation de température de quelques dizaines de degrés. Cette propriété particulière est due à une transformation de phase au sein du matériau. La position de la zone de transformation est déterminée par la composition de l'alliage ainsi que par les traitements thermiques et thermomécaniques qu'il a subi. I1 est ainsi possible d'obtenir un élément avec une forme à basse température, une forme à haute température, le changement de forme intervenant sur un intervalle de température très étroit. Cependant, ces alliages sont délicats à élaborer et à mettre en forme et sont extrêmement onéreux. Leur utilisation est donc peu répandue. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients des dispositifs connus et de proposer un avertisseur de niveau de température qui soit très simple à construire et à installer, précis, fiable, et qui puisse être utilisé sur un appareil ménager chauffant non électrique. L'avertisseur de niveau de température autonome visé par l'invention, adaptable à un appareil ménager chauffant d'un type quelconque, en particulier à un appareil ménager chauffant non électrique, est destiné à être placé en un endroit prédéterminé dans l'environnement de la partie chaude dudit appareil et comporte un élément sensible à la température coopérant avec un mécanisme d'avertissement. Suivant l'invention, cet avertisseur est caractérisé en ce que l'élément sensible à la température comprend un élément en alliage à mémoire de forme adapté à se déformer brusquement lorsque le niveau de température désiré est atteint pour commander la libération du mécanisme d'avertissement. Du fait de la grande précision de la température à laquelle l'élément en alliage à mémoire de forme se déforme et libère le mécanisme d'avertissement, le signal donné par cet élément à l'endroit où il est placé dans l'environnement de la partie chaude de l'appareil constitue une indication fiable et reproductible du niveau de température atteint dans ladite partie chaude. A l'inverse, pour avertir un utilisateur dudit appareil ménager chauffant qu'un certain niveau de température prédéterminé est atteint dans la partie chaude de ce dernier, il suffit de choisir comme élément sensible à la température un élément en alliage à mémoire de forme dont la zone de déformation correspond à la température atteinte à l'endroit où est placé l'avertisseur de l'invention lorsque la partie chaude de l'appareil a atteint ledit niveau prédéterminé. Aucune opération délicate et onéreuse de fixation du type précité n'est nécessaire. D'autre part, au chauffage un tel élément d'alliage peut fournir un travail lors du retour à sa forme à haute température. Ce travail peut être utilisé pour enclencher un mécanisme d'avertissement connu quelconque : aucun appareil électrique n'est ainsi a priori nécessaire, de sorte que l'avertisseur conforme à l'invention est parfaitement adapté à être utilisé sur des appareils ménagers chauffants non électriques utilisant une source d'énergie calorifique autre que l'énergie électrique. Selon une version intéressante de l'invention, l'élément en alliage à mémoire de forme coopère avec un organe formant ressort qui sollicite en permanence une de ses extrémités. A haute température, le mécanisme d'avertissement est libre et l'organe formant ressort fortement sollicité. Au refroidissement, la phase basse température appelée martensite apparaît avec des variantes dites orientées qui contribuent à la déformation macroscopique. A basse température, l'élément formant ressort est moins sollicité et le mécanisme d'avertissement est bloqué. Lors du réchauffement, la phase haute température appelée austénite se reforme, les atomes reprennent leur position initiale. Macroscopiquement, l'élément reprend sa forme initiale, en exerçant un travail qui permet de vaincre la force de l'organe formant ressort pour libérer le mécanisme d'avertissement. Suivant une version avantageuse de l'invention, l'organe formant ressort est une lame de ressort dont l'extrémité libre sollicite une extrémité de l'élément dans un sens constant et bloque le mécanisme d'avertissement tant que l'élément est dans sa forme à basse température. Suivant une version préférée de l'invention, le mécanisme d'avertissement est un-mécanisme de sonnerie remonté manuellement qui comporte un échappement formant marteau, lequel est bloqué à basse température et est libéré lors de la déformation de l'élément. Une telle sonnerie peut être aisément remontée avant chaque utilisation de l'appareil ménager chauffant et constitue un composant très simple et peu onéreux de l'avertisseur conforme à l'invention. Suivant un autre aspect de l'invention, l'appareil ménager chauffant conforme à l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte un avertisseur de température conforme au premier aspect de l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description détaillée ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs - la figure 1 est une vue schématique en élévation avec arrachement d'un appareil culinaire non électrique comportant un avertisseur de niveau de température conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique en élévation avec arrachement d'un premier mode de réalisation de l'avertisseur de niveau de température conforme à l'invention, l'élément en alliage à mémoire de forme étant dans sa forme à basse température - la figure 3 est une vue schématique de dessus de l'avertisseur de la figure 2 - la figure 4 est une vue semblable à la figure 2, l'élément en alliage à mémoire de forme étant dans sa forme à haute température ; et - la figure 5 est une vue partielle semblable à la figure 2 d'un autre mode de réalisation de l'avertisseur conforme à l'invention. Dans la réalisation de la figure 1, un appareil culinaire chauffant non électrique 1, tel qu'un faitout ou une friteuse, comporte une cuve 2, qui est la partie chaude de l'appareil et est destinée à recevoir par exemple de l'huile de friture, un couvercle 5 muni d'un élément de préhension 6, et deux poignées 3 et 4. A l'intérieur de la poignée 4 est ménagé un logement 7 comprenant un avertisseur 8 de niveau de température autonome conforme à l'invention ; cet avertisseur est adaptable à un appareil ménager chauffant d'un type quelconque, en particulier à un appareil ménager chauffant non électrique, et est destiné à être placé dans l'environnement de la partie chaude dudit appareil. Dans la réalisation représentée aux figures 2, 3 et 4, l'avertisseur 8 de niveau de température comporte sur un châssis 9 un élément sensible à la température 10 coopérant avec un mécanisme d'avertissement 11. Le but de cet avertisseur 8 est d'émettre un signal pour avertir l'utilisateur de l'appareil 1 que la partie chaude 2 de celui-ci a atteint un niveau de température prédéterminé T1. Dans le cas d'une huile de friture, la température T1 est par exemple le niveau de température à partir duquel l'huile risque de se décomposer ou commence à se décomposer en donnant des produits de décomposition qui peuvent être dangereux pour la santé des consommateurs des produits frits dans cette huile. T1 peut bien entendu etre, par mesure de sécurité, inférieure à ce niveau. On sait que la température de l'huile est peu différente de celle de la partie supérieure de la cuve 2. Suivant l'invention, l'élément 10 sensible à la température est un élément allongé 10 en alliage à mémoire de forme qui est adapté à se déformer brusquement et rapidement pour commander la libération du mécanisme d'avertissement lorsque le niveau de température désiré T2 est atteint à l'emplacement où il est installé quand l'huile contenue dans la cuve 2 de l'appareil culinaire chauffant 1 a atteint le niveau de température prédéterminé T1. On sait qu'un tel élément allongé 10 en alliage à mémoire de forme passe brusquement et rapidement, lorsque la température s'élève progressivement, d'une forme dite à basse température, correspondant à une structure martensitique, à une forme différente dite à haute température correspondant à une structure austénitique. Cette transformation s'effectue sur un intervalle de température très étroit. On sait également que la température régnant à l'intérieur d'un logement fermé tel que le logement 7 de la poignée 4 reproduit assez fidèlement, avec un certain écart de température, et éventuellement avec un certain décalage dans le temps, les variations de la température de la cuve 2 au niveau de la poignée 4 et celles de l'huile contenue dans cette cuve. Il est ainsi possible de déterminer d'une façon relativement précise le niveau de température T2 dans le logement 7 auquel on désire que la personne utilisant la friteuse 1 soit alertée pour qu'elle puisse réduire l'apport calorifique avant que l'huile n'ait atteint sa température de décomposition T1 ou voisine de Tî. On sait également élaborer des alliages à mémoire de forme ayant une température de transformation prédéterminée. On connaît par exemple des alliages Cu-Al-Ni à 4 % en poids de nickel dont la température conventionnelle de début de transformation austénitique peut varier entre 370 C et 2300 C lorsque la teneur en aluminium varie entre 13,5 et 12,5 % en poids, selon le tableau suivant % Al Température conventionnelle de en poids début de transformation inverse austénitique OC 12,5 230 12,7 188 12,9 169 13,0 140 13,1 110 13,2 86 13,25 84 13,5 37 Il est ainsi possible de choisir pour l'élément allongé un alliage donné, de telle sorte que celui-ci se déforme à la température T2 voulue. Dans la réalisation représentée, l'élément allongé 10 en alliage à mémoire de forme coopère avec un organe formant ressort 12 qui sollicite en permanence une de ses extrémités 13 avec une force contre laquelle l'élément allongé 10 se déforme à la température T2 pour libérer le mécanisme d'avertissement 11. On sait que, quand il est soumis à une contrainte mécanique extérieure, l'élément allongé 10 en alliage à mémoire de forme subit sa transformation austénitique en retrouvant de manière quasi réversible sa forme austénitique à haute température et en fournissant un travail qui s'oppose à la contrainte appliquée. Cet organe formant ressort est une lame de ressort 12 dont une extrémité 14 est fixée au châssis 9 et dont le tronçon 15 proche de son extrémité libre 16 est cintré autour d'un axe transversal 17. La lame 12 est fixée au châssis 9, de façon connue, en ce qu'elle suit un parcours en serpentin entre différents axes transversaux 18, 19, 20 du châssis 9. Il n'y a donc aucune opération d'usinage ou de soudure pour sa fixation. L'élément allongé 10 est cintré sensiblement dans le sens opposé, et déplace l'extrémité libre 16 de la lame de ressort 12 dans le sens F2 (voir figure 4) augmentant le cintrage du tronçon 15 de la lame 12 autour de l'axe 17 quand il se déforme à la température T2. A basse température, l'extrémité libre 16 de la lame 12 exerce sur l'extrémité libre 13 de l'élément allongé 10 une contrainte dirigée dans le sens de la flèche F1 à la figure 2. Comme représenté à la figure 3, le tronçon 15 de la lame de ressort 12 présente une découpure longitudinale 21 sur une partie de sa largeur et sur une certaine longueur le long d'un de ses bords 22 de part et d'autre dudit axe 17 ; l'élément allongé 10 s'appuie sur le même axe transversal 17 du côté de celui-ci opposé à la lame 12, et a ses extrémités libres 13, 23 engagées sous les bords transversaux 24, 25, de ladite découpure 21 du côté de la lame 12 opposé à l'axe 17. L'élément allongé 10 est ainsi fixé autour de l'axe 17 par l'élasticité de la lame 12, et aucune opération délicate d'usinage ou de soudure n'est nécessaire pour sa mise en place sur le châssis 9. Le mécanisme d'avertissement 11 est un mécanisme de sonnerie 11 constitué par un mouvement d'horlogerie mécanique conventionnel, à roues dentées et échappement, non représenté, qui est actionné par un ressort spirale symbolisé en 26. L'échappement est en forme de marteau 27 qui est bloqué à basse température par l'extrémité 16 de la lame 12 et est libéré lors du changement de forme de l'élément allongé 10, à la température T2. Le ressort spirale 26 peut être remonté manuellement en actionnant l'arbre 28 avant chaque utilisation de la friteuse au moyen d'un bouton de commande 28a engagé à force sur l'arbre 2 4 tassant dans l'ouverture 29 de la poignée 4. De façon plus précise, l'extrémité libre 16 de la lame de ressort 12 maintient immobile le marteau 27, et le libère lorsqu'elle est déplacée, dans le sens de la flèche F2 à la figure 4, par la déformation de l'élément allongé 10 à la température T2. Le marteau 27, ainsi libéré, est actionné par le mouvement d'horlogerie successivement vers l'extérieur du châssis 9, dans le sens de la flèche F3 à la figure 4, et vers l'intérieur dans le sens inverse, en pivotant autour de son axe 30. Ce mouvement de va-et-vient du marteau 27 fait un bruit sourd suffisant pour avertir la personne utilisant la friteuse afin qu'elle vienne réduire l'apport calorifique à la friteuse. En variante, il est possible de prévoir dans le logement 7 un timbre non représenté sur lequel viendrait frapper le marteau. De façon connue, et comme représenté à la figure 3, le mécanisme de sonnerie est monté entre deux flasques 31, 32 maintenus écartés à une distance fixe l'un de l'autre par des rivets tels que 33, 34, les flasques 31, 32 et les rivets 33, 34 constituant également le châssis 9 de l'avertisseur conforme à l'invention. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 5, l'élément allongé 35 en alliage à mémoire de forme a subi avant son installation un traitement thermomécanique d'éducation qui lui a conféré un effet de mémoire à double sens, c'est-à-dire la capacité de passer spontanément lors du chauffage d'une première forme à basse température, représentée en traits pleins à la figure, dans laquelle le marteau 27 est bloqué et maintenu immobile par son extrémité libre 36, à une seconde forme à haute température, représentée en traits mixtes à la figure, dans laquelle le marteau 27 est libéré et l'avertisseur 8 en état de fonctionnement, et réciproquement lors du refroidissement. L'élément allongé 35 est de façon connue fixé au châssis 9 en insérant son extrémité fixe 37 entre deux paires d'axes transversaux 38, 39 : il n'y a donc pas non plus nécessité d'une quelconque opération délicate ou onéreuse telle que soudure ou usinage de cet élément 35. On voit ainsi que l'on a proposé et décrit un avertisseur de niveau de température de structure et d'assemblage très simples qui peut être logé d'une façon simple, dans le logement 7 de la poignée 4. En particulier, l'élément 10, 35 en alliage à mémoire de forme, dont le coût d'obtention au kilo est très élevé, peut être un élément petit et extrêmement léger obtenu de façon connue, par exemple par découpage d'un plat ou d'un fil de cet alliage, et ne nécessite aucune opération délicate et onéreuse telle que soudure ou usinage, ni pour sa fabrication ni pour sa mise en place sur le châssis 9. Le coût total réel de cet élément est donc relativement faible. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation que l'on vient de décrire, et on peut effectuer sur ceux-ci de nombreux changements et modifications sans sortir du domaine de l'invention. On peut ainsi associer de n'importe quelle façon l'élément allongé 10 à un organe formant ressort autre que la lame 12, par exemple à un ressort à boudin, ou même à une masselotte disposée de façon à exercer par gravité une contrainte permanente à l'extrémité libre 13, 36 de l'élément allongé 10, 35 lorsque la cuve 2 est dans sa position d'utilisation. L'élément 10, 35 peut avoir une forme quelconque autre qu'allongée. La découpure 21 ménagée sur le tronçon 15 peut être réalisée au centre de ce tronçon en laissant intacts les deux bords de celui-ci et/ou avoir une forme quelconque adaptée à celle de l'élément 10, 35. L'élément 35 éduqué peut également être associé à un ressort, notamment si le traitement d'éducation a été incomplet. On peut également utiliser un mécanisme d'avertissement connu quelconque autre que la sonnerie 11. On peut ainsi utiliser une sonnerie électrique et/ou un voyant lumineux alimentés par une pile électrique faisant partie de ce mécanisme. On peut utiliser l'avertisseur conforme à l'invention sur un appareil ménager chauffant non électrique autre qu'une friteuse, en adaptant chaque fois la nature de l'alliage à mémoire de forme à la température à contrôler, d'une part, et aux lieux et conditions d'installation de l'avertisseur, d'autre part. On peut enfin utiliser un avertisseur conforme à l'invention sur un appareil ménager chauffant électrique quelconque, en utilisant l'élément allongé 10,35 en alliage à mémoire de forme comme élément de thermostat. Enfin, on peut évidemment placer l'élément en alliage à mémoire de forme en contact direct avec la partie chaude de l'appareil ménager chauffant, par exemple par vissage, en l'associant d'une manière quelconque avec des moyens d'avertissement appropriés. REVENDICATIONS 1. Avertisseur de niveau de température autonome, adaptable à un appareil ménager chauffant d'un type quelconque, en particulier à un appareil ménager chauffant non électrique (1), cet avertisseur (8) étant destiné à être placé en un endroit prédéterminé (7) dans l'environnement de la partie chaude (2) dudit appareil (1) et comportant un élément (10, 35) sensible à la température coopérant avec un mécanisme d'avertissement (11), caractérisé en ce que l'élément (10, 35) sensible à la température comprend un élément (10, 35) en alliage à mémoire de forme adapté à se déformer brusquement lorsque le niveau de température désiré (T2) est atteint pour commander la libération du mécanisme d'avertissement (11). 2. Avertisseur de niveau de température conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément (10) en alliage à mémoire de forme coopère avec un organe formant ressort (12) qui sollicite en permanence une de ses extrémités (13) avec une force contre laquelle l'élément (10) se déforme à ladite température (T2) pour libérer le mécanisme d'avertissement (11). 3. Avertisseur de niveau de température conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe formant ressort (12) est une lame de ressort (12) dont l'extrémité libre (16) sollicite une extrémité (13) de l'élément (10) dans un sens constant (F1) et bloque le mécanisme d'avertissement (11) tant que l'élément (10) est dans sa forme à basse température. 4. Avertisseur de température conforme à l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que l'élément (35) en alliage à mémoire de forme a subi avant son installation un traitement thermomécanique d'éducation qui lui a conféré un effet de mémoire à double sens, c'est-à-dire la capacité de passer par simple élévation ou baisse de température d'une première forme à basse température dans laquelle le mécanisme d'avertissement (11) est bloqué, à une seconde forme à haute température dans laquelle le mécanisme d'avertissement (11) est libéré et réciproquement. 5. Avertisseur de niveau de température conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que le tronçon (15) de la lame de ressort (12) proche de l'extrémité libre (16) de celle-ci présente au moins une découpure (21) sur une partie de sa largeur et sur au moins une certaine longueur, et en ce qu'au moins un des bords transversaux (24) de la découpure (21) situé du côté de l'extrémité libre (16) de la lame (12) appuie sur l'extrémité (13) de l'élément (10). 6. Avertisseur de niveau de température conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que la lame (12) est cintrée autour d'un axe transversal (17), et en ce que l'élément (10) a ses extrémités libres (13, 23) engagées sous les bords transversaux (24, 25) de ladite (ou desdites) découpure(s) (21). 7. Avertisseur de niveau de température conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le mécanisme d'avertissement est un mécanisme de sonnerie (11) remonté manuellement. 8. Avertisseur de niveau de température conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que le mécanisme de sonnerie (11) comporte un échappement formant marteau (27) qui est bloqué à basse température et qui est libéré par la déformation de l'élément (10, 35) à la température (T2). 9. Appareil ménager chauffant, caractérisé en ce qu'il comporte un avertisseur (8) de température conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 8. 10. Appareil ménager chauffant conforme à la revendication 9, caractérisé en ce que l'avertisseur (8) est placé dans l'environnement de la partie chaude (2) dudit appareil (1), et en ce que l'élément (10, 35) est choisi de façon à se déformer brusquement à la température (T2) atteinte à l'emplacement dudit élément (10, 35) lorsque la partie chaude (2) de l'appareil (1) a atteint un niveau de température prédéterminé (T1) qui ne doit pas être dépassé. 11. Appareil ménager chauffant conforme à la revendication 10, cet appareil étant un récipient (1) comportant au moins une poignée (4), caractérisé en ce que l'avertisseur (8) de niveau de température est placé dans un logement (7) de la poignée (4).