Elément de chauffage électrique La présente invention se rapporte à un élément de chauffage électrique, destiné notamment à chauf fer des liquides.
Les éléments de chauffage électriques, tels qu'em ployés pour chauffer des liquides, sont bien connus et sont habituellement composés d'un fil conducteur d'électricité renfermé dans une matière isolante réfractaire, ou enroulé sur un gabarit isolant. Dans l'un et l'autre cas, il est de pratique courante de ren fermer le fil conducteur à l'intérieur d'un tube ou gaine extérieur en métal ou autre matière conductrice de chaleur.
L'élément de chauffage électrique selon la pré sente invention est caractérisé en ce qu'il comprend une gaine extérieure en matière conductrice de cha leur, un fil conducteur d'électricité renfermé à l'inté rieur de la gaine et isolé de celle-ci, et au moins un dispositif de sécurité sensible à la chaleur égale ment renfermé dans la gaine et placé à une extrémité de celle-ci, ce dispositif de sécurité sensible à la chaleur comprenant deux contacts, dont l'un est con necté électriquement avec ledit fil conducteur, et dont l'autre est destiné à être raccordé à une source d'élec tricité, et un organe sensible à la chaleur agencé de manière à couper lesdits contacts lors d'une sur chauffe de l'élément.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention. Les fig. 1, 2, 3, 4 et 5 montrent chacune une vue en coupe transversale longitudinale à travers une extrémité d'un élément de chauffage électrique dif férent.
Se référant maintenant à la fig. 1 du dessin, il y est représenté un élément de chauffage électrique comprenant une bobine de chauffage 1 noyée dans une matière réfractaire 2, qui est avantageusement de la magnésie fondue. L'extrémité de la bobine de chauffage 1 est fixée à une borne 3 portant à son extrémité un contact 4. Le contact 4 s'engage contre un contact 5 monté sur un bras 6 qui porte un bour relet isolant 7 et qui est pourvu d'une partie coudée 8 qui peut être engagée par une vis de réglage 9. La vis de réglage 9 est retenue dans un manchon 10 lequel à son tour est retenu dans un bouchon 11, le bras 6 traversant le bouchon 11 à proximité du man chon 10 et constituant une borne 12 pouvant être raccordée à une source d'électricité.
La bobine de chauffage et sa matière réfractaire associée 2 sont renfermées dans une gaine tubulaire 14 qui s'étend au-delà de la bobine de chauffage pour renfermer les contacts, et qui est fermée à son extrémité par le bouchon 11. Une lame bimétallique 15 se trouve à proximité de la paroi de la gaine 14 et s'étend du bourrelet isolant 7 jusque dans la matière réfrac taire 2.
Une autre borne, non représentée, pour l'amenée de courant à la bobine de chauffage peut être prévue à l'autre extrémité de l'élément de chauffage ou peut, alternativement, être prévue à proximité de la borne 12.
Lors du fonctionnement de l'élément de chauf fage qui vient d'être décrit, les contacts 4 et 5 se touchent et, lorsque du courant est fourni aux bornes, la bobine de chauffage se réchauffera jusqu'à ce que la température atteigne une valeur déterminée d'avance, sur quoi la lame bimétallique 15 se pliera vers le haut (fig. 1) et entrera en contact avec le bourrelet isolant 7 déplaçant ce dernier, et par con séquent le contact 5, vers le haut, coupant ainsi la fourniture d'électricité à la bobine de chauffage. A mesure que la bobine de chauffage se refroidit, la lame bimétallique 15 reprendra la position repré sentée à la<B>hg.</B> 1 et permettra aux contacts 4 et 5 de se toucher de nouveau.
La pression de contact des contacts 4 et 5, et ainsi, dans certaines limites, la température à laquelle la lame bimétallique fonc tionnera pour dégager les contacts, peut être modi fiée en réglant la vis 9 qui agit sur la partie coudée 8 du bras 6.
Se référant maintenant à la fig. 2 du dessin, il y est représenté une variante de l'élément de la fig. 1. Selon cette variante, la borne 3 porte une saillie 20 à laquelle est fixé un bras 21 portant le contact 4. Le bras 21 porte également le bourrelet isolant 7 contre lequel peut buter la lame bimétallique 15. En outre, une plaque 22 est intercalée entre la partie coudée 8 du bras 6 et la vis de réglage 9.
Se référant maintenant à la fig. 3 du dessin, il y est représenté une autre variante de l'élément de chauffage de la fig. 1. Selon cette variante, le bras 6 n'est pas pourvu d'une partie coudée, mais se pro longe à travers le bouchon 11. Le bras 6 est tendu au moyen d'une languette 23, découpée dans le bras, l'extrémité libre de cette languette 23 reposant en 24 contre des plaques de butée 25 montées sur le bras 6. Un plot 27 en matière isolante est monté entre les plaques de butée 25 pour être engagé par la lame bimétallique 15.
Encore une fois, une vis de réglage 9 est prévue pour changer la pression de contact des contacts 4 et 5.
Se référant maintenant à la fig. 4 du dessin, il y est représenté un élément de chauffage tubulaire entouré d'une gaine et comprenant un thermostat amovible. Une bobine de chauffage 30 est noyée dans une matière réfractaire 31, telle que de la magnésie fondue, et est fixée à une extrémité à une borne 32. La bobine de chauffage et la matière réfractaire fondue 31 sont renfermées dans une gaine tubulaire 33 qui est élargie pour renfermer le ther mostat. Le thermostat est renfermé dans un manchon en nylon 34 gui a la forme d'un cylindre creux à extrémités fermées.
A une extrémité, le logement de ce manchon contient une borne 35 pourvue d'une extrémité filetée 36 traversant l'extrémité du man chon et s'engageant dans une douille filetée 37 pra tiquée dans une extrémité agrandie de la borne 32, un écrou 38 retenant la borne 35 en place. La borne 35 porte un contact 39 qui engage un contact 40 monté sur un bras de contact 41 qui s'étend hors du manchon en nylon 34 pour former une borne 42 pouvant être raccordée à une source d'électricité. Dans le bras de contact 41 est découpée une lan guette 43 dont l'extrémité libre entre en contact en 44 avec des plaques de butée 45 montées sur le bras de contact 41.
La languette 43 est pliée hors du plan du bras de contact 41, afin d'agir comme ressort. Le bras de contact 41 porte un bourrelet iso lant 46 qui peut être engagé par un élément bimétal- lique 47 se trouvant à l'intérieur et à proximité de la paroi du manchon 34. Le logement du manchon 34 renferme également une vis de butée 48 pour empêcher un mouvement exagéré du contact 40.
Le fonctionnement de l'élément de chauffage électrique décrit en se référant à la fig. 4 est le même que celui de ceux décrits en se référant aux fig. 1 à 3, mais le manchon en nylon 34 peut être enlevé en dévissant la saillie 36 de la douille 37, de sorte que si pour une raison quelconque le thermostat restait en panne, un nouveau thermostat pourrait être facilement introduit. On se rendra compte que le manchon 34 peut être en toute matière isolante appropriée autre que le nylon. Alternativement, le manchon peut être en métal pourvu d'une isolation appropriée. En outre, la lame bimétallique peut être placée d'avance dans le tube ou constituer une partie échangeable.
Se référant maintenant à la fig. 5 du dessin, il y est représenté un autre élément de chauffage élec trique, lequel encore une fois comprend une bobine de chauffage 50 noyée dans une matière réfractaire 51 et renfermée dans une gaine tubulaire en cuivre 52 qui est agrandie à son extrémité pour renfermer un thermostat. La bobine de chauffage 50 est fixée à une borne 53 portant à son extrémité un contact 54 normalement en position d'engagement contre un contact 55 disposé sur l'extrémité d'une tige 56. La tige 56 se prolonge au-delà de l'extrémité de la gaine 52 et est filetée à son extrémité 57 pour recevoir un écrou 58. La tige 56 possède une partie de section transversale réduite sur laquelle peut glisser librement un manchon 59.
L'extrémité de la gaine 52 est fer mée par un bouchon 60 à travers lequel peut glisser le manchon 59. Le bouchon 60 présente un évide ment cylindrique 61 qui sert de logement à un res sort 62 entourant le manchon 59 et appuyant contre un collier 63 porté par le manchon. On remarquera sur le dessin que le manchon 59 se termine à une courte distance de l'écrou 58, afin de laisser un espace 64 entre l'extrémité du manchon 59 et l'écrou 58.
A son autre extrémité, le manchon 59 porte une plaque circulaire isolante 65 sur les bords de laquelle sont montés des coins métalliques 66.
Un manchon 67 est renfermé dans la gaine 52 en un point de son élargissement, et ce manchon 67 porte deux lames bimétalliques 68 dans chacune des quelles est pratiquée une ouverture 69 dans laquelle s'engagent les extrémités des coins 66. Les parois des ouvertures 69, parois situées du côté des extrémités libres des lames 68, sont inclinées comme montré en pointillé à la fig. 5. Un ressort 70 entoure la partie de section réduite de la tige 56 et appuie contre la plaque 65 et la partie à section transversale agrandie de la tige 56.
Lors du fonctionnement de l'élément de chauf fage qui vient d'être décrit, les lames bimétalliques se déplacent radialement vers l'extérieur lorsque la température atteint une valeur déterminée d'avance, permettant ainsi au ressort 62 de déplacer le man chon 59 vers la droite. Lorsque le manchon s'est déplacé vers la droite d'une distance suffisante pour fermer l'intervalle 64, les coins 66 se dégageront du contact avec les lames bimétalliques 68 sur quoi, sous l'action du ressort 62, le manchon 59 entrera en contact avec l'écrou 58 et déplacera la tige entière 56 vers la droite, dégageant ainsi le contact 55 du contact 54.
Lorsque l'élément de chauffage se refroidit, la tige 56 ne se déplacera pas d'elle-même vers la gau che pour rétablir le contact entre les contacts 54 et 55, étant donné que le ressort 62 la maintient vers la droite. Pour réajuster le thermostat, il est nécessaire de pousser le manchon 59 et la tige 56 à la main vers la gauche. Le ressort 70 empêche un battement des contacts 54 et 55, et la température de fonctionne ment du thermostat peut être réglée en modifiant la distance qui sépare les éléments bimétalliques 68.
L'élément de chauffage électrique décrit est com pact et peu coûteux à fabriquer, et lorsqu'il est pourvu de contacts réglables, il peut être ajusté d'avance à une valeur désirée. Si on le veut, un con densateur de suppression d'étincelles peut être com pris dans le dispositif de sécurité sensible à la chaleur.
On se rendra compte que les thermostats des éléments de chauffage électrique décrits ci-dessus peuvent fonctionner avec des matières ou des organes sensibles à la chaleur autres que les éléments bimétal liques décrits et peuvent fonctionner, par exemple, avec des soufflets ou sous l'action de liquides à pres sions variables pressant contre l'un ou l'autre bras de contact.
Quoique dans les formes d'exécution précitées, le thermostat soit solidaire du tube contenant la bo bine de chauffage, les parties constituantes du ther mostat peuvent être assemblées dans un court tube distinct qui peut ensuite être brasé, soudé ou autre ment fixé au tube principal, ce qui facilite la fabri cation du tube qui présentera alors des moyens pour ajuster d'avance le thermostat.
Quoique le dispositif de sécurité sensible à la chaleur soit monté dans le tube extérieur de l'élé ment de chauffage, une chaleur excessive provenant du fil conducteur d'électricité de l'élément est évitée par l'emploi d'une matière isolante de la chaleur appropriée telle qu'une matière isolante réfractaire. La sensibilité de la lame bimétallique ou autre or gane sensible à la chaleur peut être réglée par la température intérieure du tube en disposant l'organe sensible à la chaleur plus près ou plus loin de la source de chaleur, ou elle peut dépendre de sa proxi mité de la gaine de l'élément ou de la combinaison de ces deux facteurs.
Une double coupure du courant traversant la bobine de chauffage peut être réalisée en plaçant un dispositif sensible à la chaleur à chaque extrémité de l'élément de chauffage.
Les éléments de chauffage précités peuvent être branchés sur une source quelconque de production de chaleur où il est de toute nécessité de prévoir des interrupteurs de circuits sensibles à la chaleur. Dans certaines formes d'exécution, le dispositif sensible à la chaleur peut être constitué par un simple fusible, ou si on le désire, par un fusible ou relais à referme- turc automatique plus compliqué.
Lorsque la source de chaleur est insuffisante, c'est-à-dire dans les éléments de faible puissance en watts, le fonctionnement de la lame bimétallique peut être accéléré par l'emploi d'une bobine de chauffage de cette lame distincte ou d'un autre dis positif sensible au courant de chauffage.