Brevet FR2735278A1 — publié le 19961213

La présente invention a trait à un thermostat à sonde destiné par exemple à la régulation de la température de l'eau contenue à l'inté- rieur d'un chauffe-eau électrique. Les thermostats sont des dispositifs de commande thermosensible à action cyclique, destinés à maintenir la température entre deux valeurs particulières pour des conditions de fonctionnement normal et dans lesquelles un réglage par l'utilisateur peut être prévu. Les thermostats à sonde sont des systèmes électromécaniques de régulation de la température comprenant d'une part un tube métallique à fort coefficient de dilatation (cuivre, laiton) à l'intérieur duquel est placée une tige de métal à faible coefficient de dilatation (invar) et d'autre part un rupteur électrique commandant le courant à envoyer dans la résistance de chauffage et actionné grâce à la dilatation différen- tielle des deux métaux constituant la sonde. Les deux métaux formant la sonde sont fixés l'un à l'autre à l'extrémité libre de cette dernière par sertissage ou soudage. Les thermostats à sonde connus destinés aux chauffe-eau électriques fonctionnant sous pression, comportent des dispositifs de sécurité permettant de couper 1' alimentation électrique lorsque le rupteur élec- trique du thermostat à sonde fonctionne anormalement. De plus, la norma- lisation impose que ces thermostats à sonde soient désormais munis d'un coupe-circuit efficace pour la sécurité des utilisateurs. On connait des thermostats de ce genre qui comprennent une car- touche fusible qui est montée en série sur le conducteur constituant la phase d'alimentation de la résistance de chauffage à laquelle est associé le rupteur électrique du thermostat, tandis que ledit fusible est immergé ou non dans la matière plastique du socle à proximité immédiate de la sonde de façon à suivre l'évolution de la température de 1 'eau avec un gradiant thermique minimal. Ce type de thermostat comporte certains inconvénients en ce qui concerne les risques d'une dérive thermique au cours du temps, du fait de 1'élévation de la température qui peut entraîner un recoupement de la température du thermostat avec la température de fonctionnement de ce dernier et donc un déclenchement intempestif de la sécurité. En outre, la cartouche fusible présente une altération dans le temps du fait des variations de température auxquelles elle est soumise. De plus, on constate que les thermostats à cartouche fusible ne sont pas réversibles car cette dernière fond sous l'effet d'une chaleur légèrement supérieure à celle maximale admise. Lorsque la cartouche est déteriorée, l'opérateur doit changer intégralement le thermostat car celui-ci n'est plus en état de fonctionner. C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier la présente invention. Le thermostat suivant la présente invention comporte à proximité immédiate de la sonde un ressort réalisé en alliage en mémoire de forme qui commande un contact électrique du dispositif de sécurité du thermos- tat disposé sur l'une des phases d'alimentation de la résistance de chauffage de façon à suivre l'évolution de la température de l'eau avec un gradient thermique minimal. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer: Fig. 1 est une vue en perspective éclatée illustrant le ther- mostat à sonde pourvu du dispositif de sécurité en alliage à mémoire de forme suivant la présente invention. Fig. 2 est une vue avec arrachement partiel montrant la mise en place du dispositif de sécurité à l'intérieur du thermostat à sonde. Fig. 3 est une coupe schématique représentant le thermostat à sonde en position de fonctionnement. Fig. 4 est une coupe semblable à celle de Fig. 3, mais illus- trant le thermostat à sonde hors usage du fait de la dilatation du dis- positif de sécurité. On a représenté en Fig. 1 à 4 un thermostat à sonde 1 comportant un socle 2 en matière plastique et une sonde métallique 3. Le thermostat à sonde 1 comporte deux bornes 2a, 2b solidaires du socle 2 grâce auxquel- les il peut être installé en série sur un conducteur constituant l'une des phases d'alimentation en courant électrique de la résistance 4 d'un chauffe-eau ou appareil analogue (Fig. 3). La sonde 3 comporte un tube 3a à fort coefficient de dilatation qui est fixé au socle 2 par sertissage ou surmoulage dans la matière plasti- que constituant ledit socle. A l'intérieur du tube 3a est placée une tige de métal 3b à faible coefficient de dilatation dont l'une des extrémités est sertie au tube 3a, tandis que l'autre extrémité coopére avec un organe de réglage 5. Le socle 2 est fermé par un couvercle 6 en matière plastique com- portant une ouverture 6a pour l'accès à l'organe de réglage 5. Cette ouverture 6a est obstruée par une pastille 6b qui vient s'encliqueter dans des rainures adéquates ménagées dans le couvercle 6. La première borne de connexion 2a est reliée par l'intermédiaire d'une lamelle élastique et métallique de sécurité 2c à un rupteur de sécurité 2d. Le rupteur de sécurité 2d comporte une autre lame fixe 2e solidaire du socle 2 du thermostat 1. La seconde borne de connexion 2b est reliée par l'intérmédiaire d'une lame fixe 2f à un autre rupteur électrique 2g. Ce dernier comporte une lame flexible et métallique 2h qui est en appui sur une fourche 2i solidaire de la lame fixe 2e du rupteur de sécurité 2d. La lame 2h est en contact avec un levier isolant 2j qui se trouve à proximité de l'organe de réglage 5 et qui est traversé par la tige métallique 3b de la sonde 3. Le socle 2 comporte un logement 2k qui communique avec celui rece- vant le tube 3a de la sonde 3. Le logement 2k est ménagé en dessous de la lame flexible 2c du rupteur de sécurité 2d. A l'intérieur du logement 2k est introduit un ressort 7 réalisé en alliage à mémoire de forme. Le ressort 7 fonctionne comme un dispositif de sécurité lorsque le rupteur électrique 2g est défectueux et/ou lorsque la température de l'eau devient supérieure à une température de sécurité pré-déterminée. Un trou cylindrique 21 est percé dans le socle 2 à proximité du logement 2k pour recevoir un doigt de réarmement 8 réalisé en une ma- tière isolante telle que du plastique. Le doigt de réarmement 8 est prévu d'une hauteur suffisante pour venir déboucher dans un trou 6c ménagé dans le couvercle 6 au voisinage de l'ouverture 6a. Le doigt de réarmement 8 est solidaire dans sa partie inférieure et perpendiculairement à son axe vertical d'une palette horizontale 8a qui vient s'intercaler entre le ressort 7 et la lame 2c du rupteur de sécu- rité 2d. Au niveau de la palette 8a sont prévus des tétons 8b, 8c et 8d permettant l'indexation angulaire du doigt de réarmement 8 lors de sa mise en place dans le socle en matière plastique 2. On observe que le ressort 7 est disposé à proximité immédiate de la sonde 3 de façon à suivre l'évolution de la température de l'eau avec un gradient thermique minimal. Le thermostat à sonde 1 décrit précédement fonctionne de la même manière que ceux de l'art antérieur. Sous l'effet de la chaleur de l'eau qui est déterminée par l'organe de réglage 5, la tige 3b se dilate et lorsque la température de l'eau est atteinte, elle déplace le levier 2j qui pousse la lame métallique 2h pour ouvrir le rupteur électrique 2g en vue de couper l'alimentation électrique de la résistance de chauffage 4. Le refroidissement de l'eau fait rétracter la tige 3b pour remettre en appui les contacts du rupteur 22 afin d'alimenter à nouveau la résis- tance de chauffage 4. Il arrive que les contacts du rupteur électrique 22 restent collés, entraînant une augmentation dangereuse de la température de l'eau à l'intérieur du chauffe-eau. La température de l'eau transmise au tube 3b est ensuite répercutée par conduction au ressort 7 qui se dilate sous l'effet d'une chaleur légèrement supérieure à celle maximale admise (Fig. 4). La dilatation du ressort 7 dans une direction verticale entraîne dans son déplacement la palette 8a du doigt de réarmement 8 permettant de déformer élastiquement la lame métallique 2c pour ouvrir le rupteur de sécurité 2d. Lors de la dilatation du ressort 7, on constate que le doigt de réarmement 8 dépas- se au-dessus du couvercle 6 du fait de son déplacement vertical indi- quant à l'opérateur que le thermostat 1 n'est plus en état de fonction- ner. La déformation élastique de la lame 2c coupe immédiatement l'ali- mentation électrique de la résistance de chauffage 4 évitant une aug- mentation dangereuse de la température de l'eau (Fig. 4). Il suffit alors à l'opérateur d'appuyer sur le doigt de réarmement 8 pour contraindre le ressort 7 dans sa position initiale afin que la lame 2c vienne en contact avec la lame fixe 2e du rupteur de sécurité 2d pour permettre le passage du courant et alimenter à nouveau la résis- tance de chauffage 4 du chauffe-eau. On observe que le ressort 7 réalisé en alliage à mémoire de forme ne présente aucune altération dans le temps quelles que soient les con- ditions de température auxquelles il est soumis, pourvu que celles-ci soient inférieures à son seuil de transition. Le ressort 7 présente une déformation réversible. Ainsi, lorsque la température est redescendue en dessous du seuil de transition, l'opérateur peut, par l'intermédiaire du doigt de réarmement 8, appliquer une force en opposition pour faire retrouver au ressort 7 en alliage à mémoire de forme sa configuration initiale (Fig. 4). On peut prévoir que le thermostat 1 ne comporte pas de doigt de réarmement 8, mais qu'il existe entre le ressort 7 et la lame 2c une pastille ou capuchon isolant non représenté pour éviter tout court-cir- cuit. Dans ce cas, le thermostat 1 est à changer lorsque la température maximale admise est dépassée puisque la lame 2c se trouve éloignée de celle 2e du rupteur de sécurité 2d. On constate alors que le thermostat 1 n'est plus en état de fonctionner et que l'opérateur doit le changer. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domai- ne de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. R E V E N D ICATIONS 1. Thermostat à sonde du genre comprenant un système électromé- canique de régulation de la température pourvu d'une sonde constituée d'un tube métallique à fort coefficient de dilatation à l'intérieur duquel est placée une tige de métal à faible coefficient de dilatation et d'un rupteur de sécurité commandant le courant électrique employé dans la résistance de chauffage, caractérisé en ce qu'il comprend à proximité immédiate de la sonde (3) un ressort (7) réalisé en alliage à mémoire de forme qui commande le rupteur de sécurité (2d) disposé sur l'une des phases d'alimentation de la résistance de chauffage (4) de façon à suivre l'évolution de la température de l'eau avec un gradient thermique minimal. 2. Thermostat à sonde suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort (7) est disposé à l'intérieur d'un logement (2k) qui communique avec celui recevant le tube (3a) de la sonde (3). 3. Thermostat à sonde suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'entre le ressort (7) et la lame élastique et métallique (2c) du rupteur de sécurité (2d) est disposée une palette isolante (8a) d'un doigt de réarmement (8). 4. Thermostat à sonde suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort (7) est prévu pour se dilater sous l'effet d'une chaleur légèrement supérieure à celle maximale admise. 5. Thermostat à sonde suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le doigt de réarmement (8) est guidé à l'intérieur d'un trou (21) disposé à proximité du logement (2k) dans lequel est placé le ressort (7). 6. Thermostat à sonde suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le doigt de réarmement (8) comporte une palette horizontale (8a) disposée dans la partie inférieure et perpendiculairement à son axe verticale. 7. Thermostat suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'au niveau de la palette (8a) du doigt de réarmement (8) sont prévus des tétons horizontaux (8b, 8c et 8d) permettant l'indexation angulaire dudit doigt à l'intérieur du socle (2). 8. Thermostat suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'entre le ressort (7) et la lame élastique (2c) du rupteur de sécurité (2d) est disposée une pastille ou un capuchon isolant pour éviter tout courtcircuit.