Brevet FR2719731A1 — publié le 19951110

CIRCUIT DE THERMOSTAT ELECTRONIQUE POUR DISPOSITIF DE CHAUFFAGE PAR CONVECTION OU PAR RAYONNEMENT, ET DISPOSITIF CORRESPONDANT L'invention est relative à un circuit de thermostat electronique pour dispositif de chauffage par convection ou par rayonnement, ainsi qu'à un dispositif correspondant. Dans la technologie de chauffage électrique de type connu, on utilise des dispositifs électriques équipés d'un corps de chauffe et d'un thermostat électronique constitué essentiellement par un montage de composants électroniques sur un circuit imprimé, apte à commander un composant de puissance du genre thyristor, de manière à interrompre l'alimentation électrique du corps de chauffe ou résistance électrique du dispositif sur dépassement d'une température de consigne réglable. La plupart des dispositifs électriques actuels comportent également un coupe-circuit thermique (CCT) afin de couper l'alimentation du corps de chauffe, lorsque la température à l'intérieur du dispositif thermique atteint une valeur prédéterminée par exemple lors d'un recouvrement du dispositif électrique par des tissus, des serviettes de toilette ou autres objets empêchant la circulation de l'air par convection. De tels coupe-circuits thermiques sont par exemple du type commercialisé par la société de droit anglais OTTER ou la société de droit anglais LIMITOR. Les coupe-circuits thermiques sont équivalents à un bilame mécanique de type connu apte à couper l'alimentation électrique sur dépassement d'une température prédéterminée. Dans l'application à un dispositif électrique, un coupe-circuit est généralement mis en série avec le corps de chauffe ou résistance électrique chauffante et permet le passage de courants importants d'intensité pouvant aller jusqu'à 16 ampères. En raison du fait que le coupe-circuit thermique est soumis à une température d'air chaud très élevée, dépassant 160, l'homme du métier ne pensait pas jusqu'ici qu'il était réalisable de monter directement le coupecircuit thermique de type connu sur le circuit imprimé du thermostat électronique : en effet, l'air chaud venant au contact du coupe-circuit thermique et donc du circuit imprimé était susceptible de détériorer les composants électroniques montés sur le circuit imprimé ou tout au moins de provoquer la fusion des soudures du circuit imprimé et d'empêcher ainsi le bon fonctionnement du thermostat électronique. Cependant, ce montage en deux parties distinctes des composants du circuit imprimé du thermostat électronique et du coupe-circuit thermique (généralement disposé à l'intérieur de la carrosserie contenant le corps de chauffe du dispositif électrique) est relativement coûteux et ne se prête pas à l'automatisation de la fabrication. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients précités, en créant un nouveau circuit de thermostat électronique pour dispositifs électriques de chauffage, ainsi qu'un dispositif électrique de chauffage équipé d'un tel circuit de thermostat électronique. L'invention a pour objet un circuit de thermostat électronique pour dispositif électrique de chauffage par convection ou par rayonnement, du type apte à interrompre l'alimentation électrique d'un corps de chauffe ou résistance électrique analogue sur dépassement d'une température de consigne réglable, caractérisé en ce que ledit circuit de thermostat comporte un coupe-circuit thermique, directement solidarisé au circuit, notamment par insertion dans un réceptacle approprié soudé audit circuit ou par soudage des pattes du coupe-circuit thermique sur ledit circuit. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - le circuit comporte une découpe pour le passage d'air chaud en provenance du corps de chauffe, de manière à porter le coupe-circuit thermique à une température voisine de la température d'air chaud en provenance du corps de chauffe. - le circuit est monté dans un boîtier comportant un conduit formant cheminée apte à diriger de l'air chaud en provenance du corps de chauffe sur le coupe-circuit thermique. - ledit conduit est sensiblement horizontal, de manière à diriger l'air chaud sur le coupe-circuit puis sur une plaque verticale en matériau présentant une bonne conductibilité thermique et une bonne résistance à la chaleur. L'invention a également pour objet un dispositif de chauffage par convection ou par rayonnement, du type comportant un circuit de thermostat électronique selon l'invention, du type comportant une carrosserie contenant un corps de chauffe, un panneau de façade et une grille d'évacuation d'air, caractérisé en ce que ledit circuit est contenu dans un boîtier apte à être solidarisé à la carrosserie, en ce que le boîtier présente une admission d'air en partie inférieure, une sortie d'air en partie supérieure et un conduit d'admission d'air chaud communiquant avec l'intérieur de la carrosserie. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - le boîtier est obturé sur sa ou ses faces ouvertes par une surface métallique ou en matériau résistant à la chaleur, au moins partiellement verticale et faisant corps avec la carrosserie. - ladite surface est de préférence réalisée par pliage lors de la fabrication de la carrosserie. L'invention sera mieux comprise grâce à la description qui va suivre donnée à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 représente schématiquement une vue en perspective éclatée d'un dispositif selon l'invention. - la figure 2 représente schématiquement une vue en coupe sensiblement verticale selon la ligne II-II de la figure 1 d'un dispositif selon l'invention, assemblée. - la figure 3 représente schématiquement une vue partielle agrandie avec arrachement partiel et en perspective d'un boîtier de thermostat électronique conforme à l'invention. En référence aux figures, dans lesquelles les éléments de repère identiques désignent des éléments identiques ou fonctionnellement équivalents, un dispositif électrique de chauffage par convection ou par rayonnement selon l'invention, par exemple un convecteur électrique, comporte une carrosserie 1 contenant une résistance électrique ou un corps de chauffe 2 alimenté par des conducteurs électriques 2a, 2b, de manière à réchauffer l'air froid entrant par les orifices inférieurs 3 de la carrosserie 1 et sortant après réchauffement à travers la grille frontale 4 comportant une pluralité d'ailettes inclinées vers le bas pour évacuer l'air chaud hors du convecteur électrique. La grille frontale 4 d'évacuation d'air, ainsi que le panneau inférieur de façade 5 sont conformés pour obturer la façade de la carrosserie 1 en position normale de fonctionnement. Un montage mécanique 6 solidaire de la partie arrière de la carrosserie 1 permet la fixation du convecteur électrique selon l'invention à un mur M ou autre surface verticale similaire. Un coupe-circuit thermique 7 est fixé directement au circuit imprimé du thermostat électronique, par exemple en étant soudé directement par ses extrémités sur ledit circuit ou en étant inséré dans un réceptacle approprié soudé audit circuit imprimé. En variante, le coupe-circuit thermique peut être fixé par encliquetage, collage ou tout autre moyen de fixation équivalent sans sortir du cadre de la présente invention. Le circuit imprimé C de type connu en soi porte un certain nombre de composants 8 assemblés par soudure, brasure, par exemple par soudage à la vague : ces composants sont par exemple du type résistance, capacité, diode et comportent des extrémités de fixation sur circuit imprimé appelé "pattes" par les électroniciens. Pour effectuer le montage du coupe-circuit thermique 7 sur le circuit imprimé C du thermostat électronique, on peut par exemple former des pattes au niveau des languettes des coupe-circuits thermiques de type courant : à cet effet, à l'aide d'un outillage approprié, on forme des pattes d'insertion sur le circuit imprimé par découpage et pliage des languettes métalliques d'extrémité en n'exerçant aucun effort sur la partie centrale du corps en céramique du coupe-circuit thermique. Cependant, cette mise en forme des languettes des coupe-circuits thermiques de type connu et ce montage direct sur le circuit imprimé C ne permet pas d'admettre directement l'air chaud en provenance de la résistance de chauffe 2 sur le circuit imprimé C sans risquer la fusion des soudures du circuit imprimé ou l'endommagement des autres composants. A cet effet, le circuit imprimé C comporte une découpe 9 ou un passage équivalent pour le passage d'air chaud en provenance du corps de chauffe, de manière à porter le coupe-circuit thermique 7 à une température voisine de la température d'air chaud en provenance du corps de chauffe 2. L'essentiel est que la circulation d'air chaud traverse le circuit imprimé C sensiblement transversalement, de manière à ne pas réchauffer les soudures du circuit imprimé C au-dessus de leur température de fusion pâteuse. Avantageusement, le circuit imprimé C est monté dans un boîtier 10 comportant un conduit 11 formant cheminée, de manière à canaliser une faible partie (inférieure à 5% du débit d'air chaud nominal) de la circulation d'air chaud engendré par le corps de chauffe 2 et diriger ce faible débit d'air chaud en provenance du corps de chauffe 2 directement sur le coupe-circuit thermique 7. De préférence, le conduit 11 est sensiblement horizontal et dirige l'air chaud qui passe sur le coupecircuit 7 sur une plaque verticale 12 en matériau présentant une bonne conductibilité thermique et une bonne résistance à la chaleur, par exemple une plaque métallique 12. Cette plaque métallique 12 sert ainsi de surface de répartition de la chaleur et refroidit l'air chaud en provenance de la cheminée 11, de manière à ne pas augmenter excessivement la température de l'air à l'intérieur du boîtier 10. Avantageusement, le boîtier 10 comporte une admission d'air en partie inférieure 13 et une sortie d'air en partie supérieure 14, de manière à engendrer une circulation d'air froid indépendante, cet air froid étant sensiblement à la température de la pièce et ne risquant d'endommager ni les composants électroniques 8 du circuit imprimé C, ni les soudures de circuit imprimé C lui-même. Grâce à ces deux circulations d'air indépendantes la circulation d'air chaud entrant par les ouvertures en partie inférieure 3 de la carrosserie 1, réchauffé par les corps de chauffe 2 et sortant par la grille 4 tout en pénétrant en partie par l'ouverture lia de la cheminée 11, et la circulation d'air froid à la température de la pièce entrant par les ouvertures inférieures 13 du boîtier 10 et sortant par les ouvertures supérieures 14 du boîtier 10, l'invention permet à la fois le montage d'un coupe-circuit thermique 7 de type connu ou légèrement modifié pour former des pattes d'insertion sur le circuit imprimé C, et la protection du circuit imprimé C lui-même comprenant les composants 8 et les soudures correspondantes contre une température excessive. En effet, le faible débit d'air chaud passant par la cheminée 11 pour réchauffer le coupecircuit thermique 7 vient frapper la surface métallique 12 et se dilue avec la circulation d'air froid entrant par les ouvertures inférieures 13 et sortant par les ouvertures supérieures 14 du boîtier 10, ce qui évite tout échauffement excessif intérieur au boîtier 10. De préférence, la surface métallique 12 de répartition de la chaleur est réalisée d'un seul tenant avec la carrosserie 1 du convecteur électrique, de préférence par pliage d'une tôle métallique destinée à constituer la carrosserie après mise en forme. La surface métallique 12 de répartition de la chaleur est en position de montage représentée à la figure 2, sensiblement verticale, cette position assurant une circulation d'air régulière selon un écoulement vertical en direction des ouvertures supérieures 14 : grâce à cette disposition, le boîtier 10 qui est ouvert sur au moins la face correspondant à la surface sensiblement verticale 12 peut être réalisée en un matériau non métallique, par exemple une matière plastique permettant l'injection en une seule pièce des ouvertures d'admission d'air en partie inférieure 13, des ouvertures de sortie d'air en partie supérieure 14 et du conduit 11 d'admission d'air chaud communiquant avec l'intérieur de la carrosserie 1. Des essais ont permis de constater que le convecteur électrique selon l'invention muni d'un thermostat électronique selon l'invention fournit des performances équivalentes aux performances des convecteurs de l'art antérieur, en particulier en ce qui concerne la sécurité de coupure d'alimentation électrique. Selon un premier type d'essai, dans lequel les appareils sont essayés à 1,15 fois la puissance nominale, le coupe-circuit thermique ne doit pas couper l'alimentation du corps de chauffe lorsque le convecteur électrique est en fonctionnement normal, c'est-à-dire sans être recouvert de matériau s'opposant à une bonne circulation de l'air. Dans ce premier type d'essai, on a mesuré la température en amont du coupe-circuit thermique et en aval du coupe-circuit thermique, les résultats sont résumés dans le tableau suivant correspondant à des essais où la température de consigne a été fixée à 135"C Puissances (W) 500 1000 1500 2000 TempFrature devant coupecircuit thermique (0C) 93 116 116 117 Température derrière coupecircuit thermique (C) 86 111 112 124 Dans un deuxième type d'essai normalisé, le convecteur électrique est recouvert successivement à droite, puis à gauche et enfin totalement avec des bandes de feutre de 100mm de large s'opposant à la circulation de l'air. Dans ce deuxième type d'essai, le coupe-circuit thermique ne fonctionne que dans le cas de recouvrement total par des bandes de feutre, et les résultats sont résumés par le tableau suivant Puissances (W) 500 1000 1500 2000 1 Température maximale sous feutre (C) 128 126 115 130 Nombre de cycles 14 12 12 12 Temps de recouvrement (mn) 2h45 3h30 3h30 3h30 Ce deuxième type d'essai a par conséquent montré que le coupe-circuit thermique fonctionnait parfaitement, même en situation de calfeutrage total du convecteur électrique selon l'invention. Le circuit imprimé et les composants électroniques du circuit imprimé C ainsi que les soudures correspondantes n'ont pas été endommagées lors des deux essais. Bien que décrite en référence à un mode de réalisation particulier, l'invention n'y est nullement limitée mais couvre au contraire toute modification de forme et toute variante de réalisation, dans lesquelles un prélèvement partiel de la circulation totale d'air chaud en provenance du corps de chauffe principal du dispositif électrique selon l'invention est dévié sur un coupe-circuit thermique monté directement et solidarisé à un circuit imprimé C de thermostat électronique, le faible débit d'air chaud frappant le coupe-circuit thermique 7 étant canalisé pour ne pas endommager le circuit imprimé C, les composants 8 et les soudures correspondantes. REVENDICATIONS 1- Circuit de thermostat électronique pour dispositif électrique de chauffage par convection ou par rayonnement, du type apte à interrompre l'alimentation électrique d'un corps de chauffe ou résistance électrique analogue sur dépassement d'une température de consigne réglable, caractérisé en ce que ledit circuit de thermostat comporte un coupe-circuit thermique (7), directement solidarisé au circuit (C), notamment par insertion dans un réceptacle approprié soudé audit circuit (C) ou par soudage des pattes du coupe-circuit thermique sur ledit circuit (C). 2- Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit (C) comporte une découpe (9) pour le passage d'air chaud en provenance du corps (2) de chauffe, de manière à porter le coupe-circuit thermique (7) à une température voisine de la température d'air chaud en provenance du corps de chauffe (2). 3- Circuit selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que le circuit (C) est monté dans un boîtier (10) comportant un conduit (11) formant cheminée apte à diriger de l'air chaud en provenance du corps de chauffe (2) sur le coupe-circuit thermique (7). 4- Circuit selon la revendication 3 caractérisé en ce que ledit conduit (11) est sensiblement horizontal, de manière à diriger l'air chaud sur le coupe-circuit thermique (7) puis sur une plaque verticale (12) en matériau présentant une bonne conductibilité thermique et une bonne résistance à la chaleur. 5- Dispositif de chauffage par convection ou par rayonnement, du type comportant un circuit de thermostat électronique selon l'une des revendications précédentes, comportant une carrosserie contenant un corps de chauffe, un panneau de façade et une grille d'évacuation d'air, caractérisé en ce que ledit circuit (C) est contenu dans un boîtier (10) apte à être solidarisé à la carrosserie (1), en ce que le boîtier (10) présente une admission d'air (13) en partie inférieure, une sortie d'air (14) en partie supérieure et un conduit d'admission d'air chaud (11) communiquant avec l'intérieur de la carrosserie (1). 6- Convecteur selon la revendication 5 caractérisé en ce que le boîtier (10) est obturé sur sa ou ses faces ouvertes par une surface (12) métallique ou en matériau résistant à la chaleur, au moins partiellement verticale et faisant corps avec la carrosserie (1). 7- Convecteur selon la revendication 6 caractérisé en ce que ladite surface (12) est réalisée par pliage lors de la fabrication de la carrosserie (1).