Brevet FR2809276A1 — publié le 20011123

La présente invention concerne un dispositif formant thermoplongeur pouvant être utilisé notamment dans un radiateur de chauffage à circulation d'eau. La demande de brevet français publiée sous le No. 2 777 410 au nom de la demanderesse décrit un tel dispositif comprenant un collecteur en forme de tube fermé de façon étanche à ses deux extrémités et contenant un liquide caloporteur à chauffer et, logée dans le collecteur en baignant dans le liquide caloporteur, une cartouche étanche chauffante à résistance électrique interne chauffante noyée dans la cartouche en étant électriquement isolée de cette dernière. Ce dispositif est placé généralement verticalement dans un tube collecteur d'un radiateur de chauffage à circulation d'eau, tel que par exemple un radiateur sèche-serviettes, pour ainsi chauffer l'eau dans ce radiateur. Il arrive parfois, pour des raisons particulières, que l'eau ne circule plus au travers d'un radiateur, par exemple à cause d'une défectuosité de la pompe d'alimentation en eau. L'absence d'eau dans le radiateur provoque une surchauffe du dispositif formant thermoplongeur pouvant aller jusqu'à sa destruction. La présente invention a pour but d'éliminer l'inconvénient ci-dessus en proposant un dispositif formant thermoplongeur automaintenu à une température déterminée inférieure à une température de surchauffe en cas d'absence d'eau dans le radiateur. A cet effet, selon l'invention, le dispositif formant thermoplongeur, du type comprenant un collecteur en forme de tube fermé de façon étanche à ses deux extrémités et contenant un liquide caloporteur à chauffer et, logée dans le collecteur en baignant dans le liquide caloporteur, une cartouche étanche chauffante à résistance électrique interne chauffante noyée dans la cartouche en étant électriquement isolée de cette dernière, est caractérisé en ce qu'il comprend un coupe- circuit thermique logé dans le collecteur de façon étanche en étant électriquement isolé du liquide caloporteur et relié en série avec la résistance électrique chauffante en occupant une position normalement fermée d'alimentation en courant électrique de cette résistance, le coupecircuit thermique pouvant s'ouvrir lorsque le liquide caloporteur est anormalement chauffé à une température égale ou supérieure à une valeur de seuil prédéterminée. De préférence, le dispositif formant thermoplongeur comprend en outre une résistance électrique reliée en parallèle au coupe-circuit thermique et permettant le passage d'un courant électrique dans la résistance électrique chauffante lorsque le coupe-circuit thermique est ouvert et d'une valeur assurant le chauffage du liquide caloporteur à une température de maintien du coupe-circuit thermique en position ouverte. La température de maintien du coupe-circuit à sa position ouverte est inférieure à la température de seuil prédéterminée. En outre, le coupecircuit thermique est amené à nouveau en position fermée en débranchant la résistance électrique chauffante de sa source d'alimentation jusqu'à ce que le liquide caloporteur se soit refroidi. De préférence, le coupe-circuit thermique est constitué par un bilame. Avantageusement, le coupe-circuit thermique et la résistance électrique en parallèle sont logés dans un boîtier étanche solidaire de la cartouche. Le dispositif comprend en outre un fusible relié en série avec la résistance chauffante et logé dans le boîtier du coupe-circuit thermique et de la résistance électrique parallèle. L'invention vise également un radiateur de chauffage à circulation d'eau, tel que par exemple un radiateur sèche-serviettes, et qui est caractérisé en ce qu'il est équipé d'un dispositif thermoplongeur tel que défini précédemment. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale du dispositif formant thermoplongeur de l'invention; la figure 2 représente le schéma électrique du dispositif formant thermoplongeur à coupe-circuit thermique conforme à l'invention en position normalement fermée; et - la figure 3 est une vue du schéma électrique de la figure 2 o le coupe-circuit thermique est maintenu en position d'ouverture suite à une surchauffe du dispositif formant thermoplongeur. Le dispositif formant thermoplongeur va être décrit dans l'application à un radiateur de chauffage à circulation d'eau, tel que par exemple un radiateur sèche-serviettes, dans lequel il est intégré pour chauffer l'eau circulant, mais il est bien entendu qu'il peut être utilisé pour d'autres applications différentes nécessitant le chauffage d'un liquide ou d'un fluide. En se reportant aux figures, le dispositif formant thermoplongeur comprend un collecteur 1 en forme de tube cylindrique métallique fermé de façon étanche à ses deux extrémités et contenant un liquide caloporteur à chauffer 2, qui peut être électriquement isolant et constitué par de l'huile minérale, de préférence du type parafinique à haut indice de viscosité. A titre d'exemple, l'huile minérale est celle de la société SHELL commercialisée sous la dénomination "SHELLFLEX" type 110 FC. Le dispositif comprend en outre, logée dans le collecteur 1 en baignant dans le liquide caloporteur 2, une cartouche chauffante 3 permettant de chauffer le liquide caloporteur 2 pour porter l'eau du radiateur à une température déterminée. La cartouche chauffante 3 est constituée par un tube cylindrique métallique 4 dans lequel se trouve une résistance électrique interne chauffante 5 noyée dans de la magnésie M compactée dans le tube 4 afin d'isoler électriquement la résistance 5 du tube 4. La résistance 5 peut être constituée d'un fil conducteur enroulé en spirale à spires jointives ou non en ayant sensiblement la forme d'un U allongé de façon que ces deux extrémités libres sortant du tube 4 soient reliées respectivement à deux fils conducteurs externes d'alimentation 6. La cartouche chauffante 3 est fixée dans le collecteur 1 sensiblement coaxialement à celui-ci en ayant l'une de ses extrémités libres flottante et son extrémité opposée solidaire d'un manchon de support 7 réalisé en un matériau électriquement isolant fixé à travers l'une la des parois d'extrémités du collecteur 1. Le manchon de support 7 comprend une partie cylindrique filetée extérieurement 7a pour s'engager dans un trou taraudé correspondant lb traversant la paroi d'extrémité la du collecteur 1 et une partie formant collerette 7b venant en appui sur la face externe de la paroi d'extrémité la lorsque le manchon de support 7 est bloqué par vissage dans la paroi la. Ce manchon comprend en outre une extrémité cylindrique 7c dans laquelle est solidarisée, par soudage ou par collage, l'extrémité correspondante de la cartouche chauffante 3. Les fils d'alimentation 6 reliés aux deux extrémités de la résistance chauffante 5 traversent un perçage interne du manchon de support 7 pour faire saillie à l'extérieur du collecteur 1. Le dispositif thermoplongeur décrit jusqu'à maintenant est conforme à celui décrit dans la demande de brevet français No. 2 777 410 mentionnée précédemment. Selon l'invention, le dispositif formant thermoplongeur comprend en outre un coupe-circuit ou interrupteur thermique 8 logé de façon étanche dans le collecteur 1 en étant relié en série avec la résistance électrique chauffante 5. Le coupe-circuit 8 est de préférence constitué par un bilame schématisé aux figures 2 et 3, occupant une position normalement fermée d'alimentation en courant électrique de la résistance chauffante 5 et pouvant s'ouvrir lorsque le liquide caloporteur 2 est porté à une température anormale de surchauffe supérieure ou égale à une valeur de seuil prédéterminée. Une résistance électrique 9 est reliée en parallèle au coupe-circuit thermique 8 et permet le passage d'un courant électrique dans la résistance chauffante 5 lorsque le coupe-circuit thermique 8 est ouvert. La résistance 9 a une valeur ohmique assurant le passage d'un courant permettant le chauffage du liquide caloporteur 2 à une température de maintien du coupe- circuit thermique 8 en position ouverte, cette température de maintien étant inférieure à la température de seuil prédéterminée. Le coupe-circuit 8 et la résistance 9 peuvent être logés dans un boîtier étanche 10 noyé dans le liquide caloporteur 2 et solidaire du tube 4 de la cartouche 3 en prolongeant coaxialement celui-ci. Le boîtier 10 peut être fixé par exemple par soudage au tube 4 de la cartouche 3 avec la présence d'une paroi transversale de séparation 11 entre boîtier 10 et tube 4, la paroi 11 étant pourvue de deux perçages de passage de la résistance chauffante 3 pour sa liaison avec le coupe- circuit 8 et la résistance parallèle 9. Un fusible 12 est relié en série avec la résistance de coupe-circuit 8 et, comme cela est connu dans le domaine des radiateurs à circulation d'eau, un thermostat 13 est également relié en série avec le fusible 12. Ce dernier et le thermostat 13 pouvant être logés dans le boîtier 10. Le coupe-circuit 8 et la résistance parallèle 9 peuvent être encapsulés dans un petit boîtier 14 logé dans le boîtier 10. Le fonctionnement du dispositif formant thermoplongeur résulte déjà de la description qui en a été faite ci-dessus et va être maintenant expliqué. En fonctionnement normal selon lequel le radiateur est rempli d'eau, le coupe-circuit thermique 8 occupe sa position de fermeture représentée en figure 2 et le radiateur chauffe normalement l'environnement ambiant avec réglage de la température de chauffe à l'aide du thermostat 13. Par exemple, la température normale de chauffe du dispositif thermoplongeur peut être fixée à environ 80 C pour une puissance électrique nominale de la résistance électrique 5 d'environ 900 Watts. Lors d'un fonctionnement anormal résultant de l'absence d'eau dans le radiateur, le coupe-circuit thermique 8 va s'ouvrir à partir d'une température de seuil prédéterminée du thermoplongeur, par exemple à partir de 150 C, comme représenté en figure 3, et la résistance 9 laisse alors passer un courant, par exemple de quelques milliampères, qui correspond à une valeur de température déterminée inférieure à la température de seuil ci-dessus atteinte, pour maintenir en position d'ouverture le coupe-circuit 8. Par exemple, la valeur ohmique de la résistance 9 peut être établie de façon que le coupe-circuit thermique soit maintenu en position d'ouverture à une température de l'ordre de 100 à 110 C empêchant la fermeture de ce coupe-circuit thermique. Une fois ce fonctionnement anormal détecté par l'utilisateur, celui-ci déconnecte de sa source d'alimentation le dispositif thermoplongeur jusqu'à ce que le coupe-circuit 8 se referme au bout de quelques minutes après refroidissement du liquide caloporteur 2 pendant que l'utilisateur remet de l'eau dans le radiateur. REVENDICATIONS 1. Dispositif formant thermoplongeur comprenant un collecteur (1) en forme de tube fermé de façon étanche à ses deux extrémités et contenant un liquide caloporteur à chauffer (2) et, logée dans le collecteur (1) en baignant dans le liquide caloporteur (2), une cartouche étanche chauffante (3) à résistance électrique interne chauffante (5) noyée dans la cartouche (3) en étant électriquement isolée de cette dernière, caractérisé en ce qu'il comprend un coupe-circuit thermique (8) logé dans le collecteur (1) de façon étanche en étant électriquement isolé du liquide caloporteur (2) et relié en série avec la résistance électrique chauffante (5) en occupant une position normalement fermée d'alimentation en courant électrique de la résistance électrique (5), le coupe- circuit thermique (8) pouvant s'ouvrir lorsque le liquide caloporteur (2) est anormalement chauffé à une température égale ou supérieure à une valeur de seuil prédéterminée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une résistance électrique (9) reliée en parallèle au coupecircuit thermique (8) et permettant le passage d'un courant électrique dans la résistance électrique chauffante (5) lorsque le coupe- circuit thermique (8) est ouvert et d'une valeur assurant le chauffage du liquide caloporteur à une température de maintien du coupe-circuit thermique (8) en position ouverte. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la température de maintien du coupe-circuit thermique (8) en position ouverte est inférieure à la température de seuil prédéterminée. 4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le coupe-circuit thermique (8) est amené à nouveau en position fermée en débranchant la résistance électrique chauffante (5) de sa source d'alimentation jusqu'à ce que le liquide caloporteur (2) se soit refroidi. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le coupe-circuit thermique (8) est constitué par un bilame. 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le coupe-circuit thermique (8) et la résistance électrique en parallèle (9) sont logés dans un boîtier étanche (10) solidaire de la cartouche (3). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend un fusible (12) relié en série avec la résistance chauffante (5) et logé dans le boîtier (10) du coupe-circuit thermique (8) et de la résistance électrique parallèle (9). 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est disposé dans un radiateur de chauffage à circulation d'eau, tel que par exemple un radiateur sèche-serviettes. 9. Radiateur de chauffage à circulation d'eau, tel que par exemple un radiateur sèche-serviettes, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un dispositif thermoplongeur tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 8.