Brevet FR2689217A1 — publié le 19931001

Perfectionnements aux chauffe-eau électriques comprenant un ballon cylindrique de grande capacité. L'invention est relative aux chauffe-eau électriques comprenant un ballon cylindrique, une résistance électrique immergée dans ce ballon et se présentant sous la forme générale d'une colonne, et un thermostat comportant lui-même, d'une part, une sonde thermosensible disposée dans un tube également immergé dans le ballon et, d'autre part, un appareillage propre à commander l'alimentation électrique de la résistance en fonction de la température détectée par la sonde, ledit appareillage étant relié à cette sonde par un conduit capillaire. L'invention vise plus particulièrement, parmi les chauffe-eau du genre en question, ceux pour lesquels la résistance et le tube qui contient la sonde thermosensible s'étendent parallèlement entre eux, à proximité l'un de l'autre, selon sensiblement un diamètre D du ballon, et pour lesquels le volume dudit ballon est relativement élevé, c'est-à-dire supérieur à 50 1 et de préférence compris entre 200 et 300 1, limites incluses. Dans les modes de réalisation connus des chauffeeau du genre en question, l'appareillage commandant l'alimentation électrique de la résistance est disposé au voisinage immédiat de la zone, du ballon, correspondant à la sortie de la résistance et du tube contenant la sonde, cet appareillage étant logé dans un boîtier situé dans le prolongement du diamètre D. Ce boîtier constitue une excroissance relativement encombrante. Pour les chauffe-eau de grand volume, la présence de cette excroissance présente l'inconvénient suivant. On cherche de plus en plus à donner aux équipements ménagers des cotes telles qu'ils puissent être isolément contenus dans des espaces prismatiques verticaux dont la section horizontale est un carré de 600 mm de côté. Si l'on considère un ballon d'axe vertical présentant un diamètre hors tout de l'ordre de 550 mm -ce qui rend possible une capacité en eau chaude de 300 1 avec une hauteur axiale de moins de 2 m-, l'excroissance formée par le boîtier, qui présente en général une épaisseur comprise entre 80 et 100 mm, rend impossible le logement d'un tel ballon dans un espace tel que celui qui vient d'être défini, même si l'on dispose l'exoroissan- ce due à la présence du boîtier dans l'un des coins d'un tel espace. L'invention a pour but, surtout, de rendre les chauffe-eau du genre ci-dessus tels qu'ils remédient à l'inconvénient qui vient d'être exposé, leurs ballons pouvant être logés à l'intérieur de placards prismatiques à base carrée dont le côté n'est que très légèrement supérieur au diamètre des ballons concernés. Il est à noter que les parois cylindriques des ballons d'eau chaude du genre en question ici considérés sont doubles, c' est-à-dire comprennent deux parois cylindriques coaxiales. l'une intérieure, relativement résistante ou cuve, et l'autre extérieure ou jaquette, entre lesquelles est placé un matelas en un matériau thermiquement isolant tel qu'une mousse. La cuve n' est percée que par un orifice de relativement petit diamètre permettant de livrer passage à la résistance et au tube porte-sonde et elle est renforcée extérieurement par une bride de montage entourant ces deux orifices et centrée sur le diamètre moyen D du ballon le long duquel s'étendent la résistance et le tube porte-sonde. Le matelas isolant et la jaquette sont évidés par un logement cylindrique de révolution également centré sur le diamètre D. Ce logement, dont le diamètre est relativement petit, contient la bride et est propre à recevoir une contre-bride sur laquelle sont soudées les extrémités correspondantes de la résistance et du tube, contre-bride agencée de façon à pouvoir être fixée par boulonnage sur la bride. C'est ce logement qui, dans les modes de réalisation connus, forme la base du boîtier contenant l'appareillage électrique. Pour obtenir le résultat défini ci-dessus, c'està-dire rendre inscriptibles dans des prismes rectangulaires de base relativement petite, des chauffe-eau du genre qui vient d'être défini, ces chauffe-eau sont essentiellement caractérisés selon l'invention en ce que leur logement de réception de l'appareillage électrique est agrandi au-delà de la bride et excentré selon la direction circonférentielle du ballon par rapport au diamètre D du ballon ci-dessus, en ce que les éléments les plus encombrants dudit appareillage sont disposés dans la portion la plus excentrée dudit logement et en ce que le capot formant avec ce logement le boîtier de réception de l'appareillage est conformé dissymétriquement par rapport au diamètre D de façon à permettre l'inscriptibilité désirée. Dans des modes de réalisation préférés, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes - la portion, du logement de réception de l'appareillage électrique, qui est évidée dans le matelas isolant, est délimitée extérieurement par un socle comprenant un col cylindrique de révolution qui est excentré par rapport au diamètre D et qui forme barrière vis-à-vis de ltexpansion de la mousse constitutive dudit matelas, ledit col étant prolongé extérieurement par une embase sensiblement annulaire appliquée contre la face extérieure de la jaquette et propre à recevoir jointivement le bord du capot, - le fond du capot est incliné en chacun de ses points sur le plan perpendiculaire au diamètre du ballon passant par ce point de façon à s'écarter progressivement dudit ballon dans le sens circonférentiel orienté vers la portion la plus excentrée dudit capot. L'invention comprend, mises à part ces dispositions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après. Dans ce qui suit, l'on va décrire quelques modes de réalisation préférés de l'invention en se référant aux dessins ci-annexés d'une manière bien entendu non limitative. La figure 1, de ces dessins, montre en coupe horizontale schématique un chauffe-eau électrique établi selon l'invention logé dans un placard de section carrée. La figure 2 montre à plus grande échelle ce chauffe-eau en coupe horizontale. La figure 3 montre en coupe médiane selon III III, figure 4, une variante d'un ensemble socle-capot conforme à l'invention propre à équiper le chauffe-eau cidessus. La figure 4 montre ledit socle seul selon la flèche IV de la figure 3. D'une façon générale, on se propose de placer dans un placard prismatique 1 de génératrice verticale présentant une section horizontale carrée extérieure relativement petite, un chauffe-eau électrique de grande capacité -par exemple égale à 200, 250 ou 300 1-, chauffe-eau comprenant - un ballon d'eau chaude cylindrique 2 d'axe vertical, - une résistance électrique de chauffage 3 se présentant sous la forme d'une colonne et s'étendant sensiblement selon un diamètre D du ballon 2, - et un thermostat de commande comprenant luimême une sonde thermique 4 logée dans un tube 5 s'étendant à l'intérieur du ballon, parallèlement à la résistance 3 et à proximité de celle-ci, et un appareillage électrique de commande 6 connecté par un capillaire 7 à la sonde 4, par des fils conducteurs 8 et un connecteur, à une source de courant électrique extérieure et, par des fils conducteurs 9, à la résistance 3. C'est en raison de la présence du capillaire, organe délicat et de longueur limitée, que l'on est obligé de disposer l'appareillage 6 à proximité immédiate de la sortie du tube 5 hors du ballon 2. Ce ballon 2 présente la forme générale d'un corps cylindrique raccordé à ses deux extrémités à des demisphères et la paroi de ce ballon est double : c'est ainsi que la portion latérale cylindrique de cette paroi comprend une paroi cylindrique interne 10 ou cuve très résistante à la pression et une paroi cylindrique externe 11 de protection ou jaquette entourant la cuve 10 et reliée à celle-ci par un matelas intermédiaire 12 thermiquement isolant constitué notamment en mousse. La cuve 10 est percée par un orifice 13 propre à livrer passage à la résistance 3 et au tube 5. Le bord de cet orifice 13 est renforcé extérieurement par une bride annulaire 14 soudée sur ce bord et propre à servir de support, par boulonnage, pour une contre-bride annulaire 15 elle-même soudée sur l'extrémité correspondante de la résistance 3 et du tube 5. Dans les modes de réalisation connus, l'appareillage 6 est logé dans un boîtier relativement étroit qui contient de façon quasi-jointive la contre-bride 15 et la bride 14 et qui est centré sur le diamètre D constituant l'axe commun à ces deux pièces et l'encombrement axial inévitable de l'appareillage 6 s'ajoute alors intégralement à ceux desdites pièces. Il en résulte que le capot fermant extérieurement ledit boîtier fait fortement saillie sur la surface cylindrique latérale extérieure du ballon 2 et qu'il n'est pas possible en pratique de loger dans le placard 1 tel que défini ci-dessus des ballons dont le diamètre n'est que de très peu inférieur à la largeur ou profondeur intérieure dudit placard. En particulier, il n'est pas possible, avec les modes de réalisation actuellement connus, de loger un ballon dont le diamètre de la surface cylindrique latérale extérieure est égal à 550 mm dans un placard prismatique 1 (figure 1) de section extérieure carrée dont le côté est égal à 600 mm, compte tenu d'une épaisseur de l'ordre de 20 mm pour chacune des parois latérales 16 et de la porte 17 du placard considéré. Or, la cote indiquée de 600 mm tend à ce jour à se généraliser pour les encombrements horizontaux des appareils ménagers et la valeur indiquée de 550 mm pour le ballon est courante pour les ballons d'eau chaude sur pieds de grande capacité. L'invention permet de résoudre de manière particulièrement élégante le problème posé ci-dessus. A cet effet, le logement qui est prévu pour recevoir l'appareillage 6 n'est plus limité en largeur par l'ensemble de la contre-bride 15 et de la bride 14. Au contraire, il est agrandi de façon à s'étendre en largeur au-delà dudit ensemble, et sa base est excentrée par rapport au diamètre D. En d'autres termes, la base du logement considéré comprend une cavité excentrée C (figure 2) qui est évidée dans l'épaisseur du matelas isolant 12, à l'extérieur de la bride 14. C'est au niveau de cette cavité C qu'est placé l'appareillage 6 ou tout au moins le plus encombrant de ses composants. Ladite cavité C forme seulement une portion du logement occupé par ledit appareillage ou composants ce logement est complété, à l'extérieur de ladite cavité, par l'espace compris à l'intérieur d'un capot dis symétrique 18. Le logement évidé dans le matelas 12 et comprenant la cavité excentrée C est limité extérieurement par un socle annulaire comprenant - un col cylindrique de révolution 19 dont l'axe est parallèle au diamètre D, mais est excentré par rapport à celui-ci, col s'étendant sur toute l'épaisseur du matelas 12 de façon à former barrière à l'expansion de la mousse constitutive dudit matelas, lors de la formation de cette mousse, - et une collerette 20 prolongeant extérieurement le col 19 et appliquée contre la jaquette 11. Cette collerette 20 est elle-même fixée par des vis autotaraudeuses 21 sur la jaquette 11 et le pourtour de ladite collerette comprend un bourrelet 23 agencé de façon à recevoir de manière jointive, notamment par clipsage, le bord du capot 18. Ce capot 18 présente une forme dissymétrique par rapport au diamètre D de manière à rendre possible l'inscriptibilité ci-dessus définie du chauffe-eau dans le placard 1. En particulier, il présente en regard de la cavité C une portion (représentée à gauche sur la figure 2) plus éloignée radialement de la jaquette 11 ou de son prolongement fictif cylindrique que la portion opposée représentée à droite de ladite figure 2. La forme dissymétrique du capot prend en compte une orientation originale du diamètre horizontal D. En effet, comme visible sur la figure 1, l'angle d'inclinaison a de ce diamètre D sur les plans verticaux parallèles aux parois latérales 16 du placard 1 n'est pas égal à 45 , mais inferieur à cette valeur et par exemple égal à 30 , ce qui permet de localiser la portion la plus gonflée du capot au voisinage du centre du volume disponible dans le coin correspondant du placard. Le profil dissymétrique du fond du capot peut être continu ou discontinu. Dans le mode de réalisation schématisé sur la figure 1, ce profil est discontinu et comprend en particulier un pan plan P du genre "biseauté" qui s'étend parallèlement à la face interne de la porte 17 du placard lorsque cette porte est fermee, à une très petite distance de cette face. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 3 et 4, le profil dissymétrique du capot 18 est continu et légèrement bombé vers l'extérieur, le fond de ce capot s'éloignant progressivement du ballon au fur et à mesure que l'on progresse en direction de la région la plus excentrée du logement qu'il recouvre. Dans ce dernier mode de réalisation, le col 19 du socle est raccordé non seulement à une collerette externe 20 servant d'embase de fixation pour le capot 18 et présentant ici la forme genérale agrandie d'une tuile cylindrique à contour rectangulaire, mais aussi un fond 24 s'étendant sous la forme d'une bande étroite de largeur variable délimitée par deux cercles excentrés et propre à epouser jointivement la face externe de la cuve 10, au fond du logement excentré ci-dessus défini. Le capot et le socle sont avantageusement constitues en une matière plastique telle que le polypropylène. On voit encore - sur la figure 1, des pattes 22 coudées en Z étiré, pattes soudées sur la cuve 10 et servant à centrer la jaquette 11 par rapport à cette cuve, - sur la figure 2, un conduit radial 25 de desserte en eau froide du ballon 2, conduit portant entre la cuve 10 et la jaquette 11 une rondelle 29 propre à contribuer au centrage relatif de ces deux cylindres et à se substituer dans ce rôle à l'une des pattes 22 en Z étiré, - sur les figures 3 et 4, un piton 26 à tête perforée en 27, propre à coopérer aux fins de fixation du capot sur le socle avec une vis elle-même placée dans un alvéole 28 prévu dans ce capot en regard dudit piton. I1 est à noter que la portion la plus encombrante de l'appareillage 6, comptée selon la direction du diamètre D, est logée dans la zone, du boîtier de réception défini par le socle 19-20 et par le capot 18, qui est la plus excentrée par rapport audit diamètre D et qui correspond, d'une part, à la cavité C et, d'autre part, à la portion la plus gonflée du capot. Comme bien visible sur la figure 2, la profondeur de ladite cavité C correspond à une proportion importante, supérieure au tiers, de l'épaisseur totale de ladite zone excentrée et cette profondeur se trouve complètement en retrait vers l'intérieur du ballon par rapport à la contre-bride 15 alors que, dans les modes de réalisation antérieurs, la totalité de l'appareillage 6 faisait saillie radialement vers l'extérieur au-delà de ladite contre-bride. La saillie radiale sur le ballon qui est imposée par la présence de l'appareillage 6 est ainsi très fortement réduite. On observera que cette réduction est obtenue au détriment d'un garnissage intégral de la cuve 10 par le matelas thermiquement isolant 12 : en effet, le fond de la cavité C est dégarni de ce matelas. Mais l'expérience montre que l'inconvénient qui résulte de ce dégarnissage local en ce qui concerne la protection thermique du ballon est tout à fait négligeable dans la pratique. En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose d'un chauffe-eau électrique dont la constitution résulte suffisamment de ce qui v précède. Ce chauffe-eau présente par rapport à ceux antérieurement connus l'avantage important dans la pratique de pouvoir être logé dans un espace prismatique de cotes relativement petites. C'est ainsi qu'il est tout à fait possible de loger un tel chauffe-eau, dont le ballon cylindrique présente un diamètre hors tout de 550 mm, à l'intérieur d'un placard prismatique dont la section droite hors tout est un carre de côte égal à 600 mm. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont eté plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment celles où les ballons constitutifs des chauffe-eau considérés seraient couchés avec leurs axes horizontaux, et alors placés dans des espaces prismatiques "horizontaux", situés notamment dans des portions supérieures de cuisines ou salles de bains accessibles par le dessous. REVENDICATIONS 1. Chauffe-eau électrique comprenant un ballon cylindrique (2), une résistance électrique (3) immergée dans ce ballon et se présentant sous la forme générale d'une colonne, et un thermostat comportant lui-même, d'une part, une sonde thermosensible (4) disposée dans un tube (5) également immergé dans le ballon et, d'autre part, un appareillage (6) propre à commander l'alimentation électrique de la résistance en fonction de la température détectée par la sonde, ledit appareillage étant relié à cette sonde par un conduit capillaire (7), la résistance et le tube qui contient la sonde thermosensible s'étendant parallèlement entre eux, à proximité l'un de l'autre, selon sensiblement un diamètre D du ballon, la paroi latérale cylindrique du ballon étant double et composee d'une cuve interne résistante (10) et d'une jaquette externe (11) séparés par un matelas thermiquement isolant (12), la cuve étant percée par un orifice (13) permettant de livrer passage à la résistance et au tube porte-sonde et étant renforcée extérieurement par une bride de montage (14) entourant cet orifice et centrée sur le diamètre D, et le matelas ainsi que la jaquette étant évidés par un logement cylindrique de révolution contenant la bride et propre à recevoir une contre-bride (15) sur laquelle sont soudées les extrémités correspondantes de la résistance et du tube, contre-bride agencée de façon à pouvoir être fixée par boulonnage sur la bride, caractérisé en ce que son logement évidé dans le matelas est agrandi au-delà de la bride et excentré selon la direction circonférentielle du ballon par rapport au diamètre D, en ce que les éléments les plus encombrants de l'appareillage électrique (6) sont disposés dans la portion la plus excentree (C) dudit logement et en ce que le capot (18) formant avec ce logement le boîtier de réception de l'appareillage est conformé dissymétriquement par rapport au diamètre D de façon à permettre l'inscriptibilité du ballon dans un espace prismatique dont la base est un carré de côté à peine supérieur au diamètre du ballon. 2. Chauffe-eau selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre extérieur de la jaquette cylindrique (11) est égal à 550 mm et en ce que l'espace prismatique dans lequel le chauffe-eau est inscriptible est le volume intérieur d'un placard (1) dont la section droite hors tout est un carré de 600 mm de côté. 3. Chauffe-eau selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la portion, du logement de réception de l'appareillage électrique, qui est évidée dans le matelas isolant (12), est délimitée extérieurement par un socle comprenant un col cylindrique de révolution (19) qui est excentré par rapport au diamètre D et qui forme barrière vis-à-vis de l'expansion de la mousse constitutive dudit matelas, ledit col étant prolongé extérieurement par une embase (20) sensiblement annulaire appliquée contre la face extérieure de la jaquette (11) et propre à recevoir jointivement le bord du capot (18). 4. Chauffe-eau selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que le fond du capot est incliné en chacun de ses points sur le plan perpendiculaire au diamètre du ballon (2) passant par ce point de façon à s'écarter progressivement dudit ballon dans le sens circonférentiel orienté vers la portion la plus excentrée dudit capot par rapport au diamètre D.