FR2783391A1 - Resistance de chauffe a deformation thermique angulaire pour bouilloire et controle de chauffe a sec associe - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une résistance (1) de chauffe comportant un fil résistif interne entouré de magnésie et excentré afin de provoquer une déformation angulaire de la résistance (1) lorsque celle-ci chauffe.Cette résistance est utilisée dans un dispositif de détection de surchauffe d'un appareil électroménager de chauffage de liquide, comportant notamment un réservoir à liquide au sein duquel est agencée la résistance de chauffe (1) de forme générale en U présentant deux branches (1a, 1b) sensiblement parallèles, la résistance (1) en U présentant une déformation thermique angulaire entre ses deux branches susceptible, au delà d'un seuil de déformation, d'interrompre au moins une liaison entre deux contacts ou entre un connecteur de résistance (2a) et un contact (22a) au sein du circuit d'alimentation. L'amplitude du mouvement peut être amplifiée par un élément mécanique (24). Avantageusement, un dispositif à inertie (18) empêche une nouvelle chauffe de la résistance (1) lorsqu'une surchauffe de celle-ci vient d'avoir lieu.

Description

RESISTANCE DE CHAUFFE A DEFORMATION THERMIQUE ANGULAIRE

POUR BOUILLOIRE ET CONTROLE DE CHAUFFE A SEC ASSOCIE

La présente invention se rapporte au domaine du chauffage électrique de l'eau par un appareil de type bouilloire, et notamment le contrôle de la chauffe à sec

de la résistance de chauffe.

Il est connu, dans le domaine du chauffage électrique de l'eau à l'aide d'un appareil de type bouilloire, de prévoir un moyen de contrôle et d'interruption de l'alimentation électrique de la résistance de chauffe de l'appareil lorsque celui-ci est mis en marche alors qu'il ne contient pas d'eau. Habituellement, cette surchauffe de la résistance, couramment appelée chauffe à sec, est détectée par un bilame en contact thermique avec la résistance de chauffe. Ce bilame peut être en contact direct ou indirect avec la résistance de chauffe, selon que celle-ci

est apparente ou cachée, c'est-à-dire sous le fond du récipient contenant l'eau.

Ces bilames, tels que décrits dans la demande EP 0 524 096, sous l'action de l'élévation de température du support sur lequel ils sont disposés, suite à la surchauffe de la résistance de chauffe, se déforment et sont donc susceptibles de venir actionner un interrupteur afin d'ouvrir le circuit d'alimentation de la résistance de chauffe. De tels dispositifs sont donc des moyens extrinsèques de détection de surchauffe de la résistance de chauffe. Ils peuvent donc présenter des défaillances et génèrent de toute façon un coût de fabrication et de montage non négligeable. De plus, de tels dispositifs présentent une certaine inertie liée à

la propagation de la chaleur.

Par ailleurs, il est connu également d'utiliser le phénomène physique de dilatation

thermique des matériaux pour provoquer généralement une élongation de ceux-

ci, pouvant alors provoquer l'ouverture des contacts d'un interrupteur. Ainsi, le document FR 1 084 348 décrit un fer à repasser composé d'un dispositif de réglage de la température comprenant deux éléments dont les coefficients de dilatation thermique sont différents. L'élément à fort coefficient de température

est la semelle du fer. L'élément à faible coefficient de température est une tige.

Lors du fonctionnement du fer, la semelle se dilate et permet de déplacer la tige.

Celle-ci est, d'autre part, reliée au dispositif commandant le chauffage. Le mouvement de la tige est transformé et amplifié de manière à ouvrir des contacts électriques dans le circuit d'alimentation électrique de l'élément de chauffe. Cette solution qui convient bien à une surface chauffante libre comme un fer, nécessite une surface chauffante importante afin que la dilatation soit conséquente. Cette

surface limite la réactivité d'un tel système.

Basé sur le même principe, la demande GB 2 261 770 décrit, pour un appareil de chauffage électrique de liquide ou de gaz, un dispositif d'interruption de l'alimentation électrique de la résistance de chauffe, par une tige rigide liée thermiquement à la résistance de chauffe. Par son allongement suite à l'augmentation de température, elle pousse la lame d'un interrupteur qui ouvre le circuit d'alimentation de la résistance de chauffe. Cette solution, plus intéressante au niveau de sa mise en oeuvre que la solution précédente, présente toutefois

l'inconvénient de nécessiter un organe intermédiaire se dilatant.

Le but de la présente invention est de pallier aux inconvénients des dispositifs de l'art antérieur, dont les systèmes de détection sont lents, et présentent une inertie importante. Le problème de la réactivité est d'autant plus important que la puissance spécifique de la résistance de chauffe est élevée. Or, une augmentation de la puissance spécifique permet de réduire la longueur de la résistance de chauffe et donc de diminuer les coûts de fabrication. Ainsi, des résistances de chauffe présentant des puissances spécifiques supérieures à 30

W/cm2 sont d'ores et déjà utilisées.

Afin de préserver la résistance et son environnement, lorsque des résistances à forte puissance spécifique sont utilisées, une détection en moins de 10 secondes est nécessaire. Dès lors, les dispositifs classiques à bilame ne peuvent être utilisés car ils réagissent généralement en 15 à 20 secondes, ce qui présente un réel danger pour des résistances fortement chargées. Il est nécessaire de

disposer d'un dispositif de détection plus réactif.

Le but de la présente invention est donc de remédier aux inconvénients des documents susmentionnés en présentant un dispositif de détection de surchauffe d'une résistance électrique de chauffe d'un appareil électroménager de chauffage de liquide, comportant notamment un réservoir à liquide au sein duquel est agencée une résistance de chauffe de forme générale en U présentant deux branches sensiblement parallèles, dont les connecteurs, localisés aux extrémités, sont situés hors du réservoir à liquide o ils sont reliés à des contacts d'un circuit d'alimentation électrique. La résistance en U est réalisée de telle sorte à présenter une déformation thermique angulaire entre ses deux branches susceptible, au-delà d'un seuil de déformation, d'interrompre au moins une liaison entre deux contacts ou entre un connecteur de résistance et un

contact au sein du circuit d'alimentation.

Cette particularité intrinsèque de la résistance permet d'augmenter la fiabilité de

la détection de chauffe à sec tout en apportant une réactivité importante.

Avantageusement, la déformation thermique angulaire interrompt la liaison entre un connecteur d'extrémité mobile et son contact correspondant, I'autre connecteur étant fixe. Cette disposition permet de reporter la déformation angulaire de la résistance sur un seul connecteur, augmentant ainsi l'amplitude du mouvement de celui-ci, facilitant l'utilisation de ce mouvement pour

interrompre la liaison électrique.

Selon la présente invention, une pièce mécanique intermédiaire est en liaison entre la ou les branche(s) de la résistance et le ou les contact(s) électrique(s) afin d'amplifier le mouvement d'ouverture angulaire des deux branches de ladite résistance lors d'une surchauffe de celle-ci, ledit mouvement interrompant au moins une liaison entre deux contacts ou entre un connecteur de résistance et un contact au sein du circuit d'alimentation. L'ouverture du circuit électrique est ainsi

sécurisée par l'amplitude du mouvement induisant cette ouverture.

Selon un premier mode économique de réalisation, un cavalier est lié physiquement aux deux branches de la résistance orientées sensiblement dans le même sens, ledit cavalier étant relié, sur sa partie courbe, à au moins un contact électrique inséré dans le circuit d'alimentation de la résistance électrique. Selon un deuxième mode de réalisation, une pièce intermédiaire est en liaison avec la ou les branches de la résistance afin d'amplifier le mouvement dû à la déformation thermique angulaire entre les deux branches et d'appliquer ce mouvement sur le ou les contacts pour interrompre la liaison avec le connecteur ou le contact correspondant. Cette pièce mécanique peut présenter diverses formes, comme un levier, une tige, permettant d'adapter l'amplification du

mouvement à la configuration de l'appareil.

Selon ce deuxième mode de réalisation, la pièce mécanique est un levier, un premier bras de ce levier étant en liaison mécanique avec l'une des branches de la résistance au niveau de sa connexion, le deuxième bras de ce levier étant lié à une tige rigide portant un contact électrique susceptible de fermer le circuit électrique d'alimentation de la résistance de chauffe. Ce premier levier, lors d'une surchauffe de la résistance de chauffe, amplifie le mouvement de déplacement du connecteur de la branche de la résistance, en éloignant en sens opposé le contact électrique du connecteur. Cette amplification, par déplacement en sens opposé du connecteur et du contact peut être importante, selon la longueur des deux bras du levier, et peut permettre une amplification d'un facteur 2 à 5 du

mouvement du connecteur lié à l'ouverture angulaire des deux branches.

Une des caractéristiques de ce dispositif est sa très grande réactivité ainsi que sa réversibilité. L'avantage d'un système très réactif est évident en cas de surchauffe. Cependant, après la coupure de l'alimentation électrique de la résistance de chauffe, celle-ci revient très rapidement à son état initial. Un nouveau cycle de chauffe peut alors être entrepris, alors que la résistance n'a pas encore évacué toute l'énergie emmagasinée. En répétant cette opération plusieurs fois de suite, l'énergie totale emmagasinée peut être suffisante pour

détériorer la résistance de chauffe.

Ainsi, un des perfectionnements apporté au dispositif de base est d'empêcher une remise sous tension électrique de la résistance de chauffe immédiatement après une surchauffe de celle-ci, par un dispositif à inertie. Ce dispositif est en liaison mécanique avec au moins une branche de la résistance électrique et un contact électrique situé dans le circuit électrique d'alimentation de ladite résistance. Ledit dispositif présente, lors d'une surchauffe de la résistance de chauffe, un état instable tel que le circuit d'alimentation de la résistance de chauffe ne puisse être fermé au niveau du contact lié au dispositif à inertie, et retournant vers son état stable, o le circuit d'alimentation de la résistance de chauffe peut à nouveau être fermé, dans un intervalle de temps permettant à la

résistance de chauffe de refroidir.

Selon une première variante de ce perfectionnement, le dispositif à inertie est un élément bimétallique à retournement brusque, d'une part en liaison thermique avec la résistance de chauffe, et d'autre part en liaison mécanique avec un contact électrique inséré dans le circuit d'alimentation de la résistance de chauffe, ledit élément bimétallique étant calibré pour changer de courbure lors d'une surchauffe de la résistance de chauffe, et susceptible d'empêcher la fermeture du circuit d'alimentation de la résistance de chauffe dès que ce

changement de courbure est obtenu.

Ce dispositif sécurise le dispositif de détection de surchauffe puisque l'élément bimétallique est le reflet de la température présentée par la résistance de chauffe. Dès lors, cet élément étant par construction calibré pour une certaine température, il ne retrouvera sa forme initiale que pour cette température, fonction donc de la température de la résistance. Ce dispositif permet donc de ne pouvoir effectuer une nouvelle mise en chauffe de la résistance que lorsque la température de cette résistance de chauffe est inférieure à une valeur qui peut

être définie par le choix de l'élément bimétallique.

Afin de coupler au mieux l'élément bimétallique à la résistance de chauffe, un manchon en cuivre est avantageusement disposé en interface entre la résistance

de chauffe et l'élément bimétallique.

Cependant, au dispositif à inertie par élément bimétallique, très sûr, peut être substitué un dispositif plus rapide, tout en restant très fiable. En effet, le système précédemment décrit nécessite que la résistance de chauffe redescende en dessous d'une certaine température avant de pouvoir l'alimenter à nouveau. Le

temps nécessaire à cette situation n'est pas connu à priori.

Il peut être alors toléré une certaine quantité d'énergie stockée. Ainsi, le dispositif à inertie peut être un dispositif temporel, tel un soufflet à air, en liaison mécanique avec d'une part un contact électrique inséré dans le circuit

d'alimentation de la résistance de chauffe, et d'autre part avec un levier, lui-

même en liaison avec l'une des connexions électriques de la résistance de chauffe. Ledit levier est susceptible, lors d'une surchauffe de la résistance de chauffe, par la déformation angulaire de ladite résistance, de comprimer le soufflet afin d'ouvrir le circuit d'alimentation de la résistance de chauffe. Le circuit ne peut alors être fermé tant que le soufflet n'a pas repris sa position initiale. Le paramètre pouvant ainsi être réglé est le temps entre deux alimentations

successives de la résistance de chauffe.

Selon cette configuration, la détermination du temps "mort" pendant lequel le dispositif inertiel est opérationnel peut être ajusté par la nature du soufflet mais aussi par l'élément mécanique. En effet, si celui-ci est un levier, en jouant sur les longueurs respectives de chaque bras, en liaison d'une part avec une des connexions électriques et d'autre part avec le soufflet, il est possible d'amplifier le mouvement angulaire de la résistance pour ainsi régler la hauteur de compression du soufflet et donc le temps qu'il faudra à ce soufflet pour revenir à

sa position initiale.

Selon une configuration particulière du dispositif, le levier ou l'un des leviers comporte un ressort à franchissement de point mort susceptible de maintenir ce levier selon deux positions stables. Le levier comporte par ailleurs un troisième bras débouchant à l'extérieur et constituant, pour l'utilisateur, un organe de mise en marche et d'arrêt de l'alimentation électrique de la résistance de chauffe. Cette disposition permet d'économiser des éléments de connectique et d'organes

de manoeuvre.

Selon une caractéristique particulière de l'invention, la résistance de chauffe comporte un fil résistif interne entouré de magnésie, ledit fil étant excentré dans la magnésie, de sorte que, lors d'une chauffe de la résistance, des dilatations thermiques différentes soient générées au sein de cette résistance, conduisant à une déformation angulaire des deux branches de la résistance, I'une par rapport à l'autre. Cette disposition particulière est un des moyens permettant d'obtenir

I'effet escompté de dilatation thermique angulaire de la résistance de chauffe.

Selon une configuration avantageuse du dispositif, l'une des branches de la

résistance électrique est mécaniquement immobilisée à un support du sous-

ensemble ou au bâti de la bouilloire, I'autre branche étant montée mobile dans un surmoulage étanche. Cette disposition permet de concentrer l'ouverture du circuit électrique au niveau d'un seul contact, la gestion de deux contacts mobiles étant

plus onéreuse et délicate.

Selon cette dernière configuration, le surmoulage étanche est en silicone,

matériau peu onéreux et bien maîtrisé.

La présente invention sera mieux comprise à l'aide des schémas figurant en annexe, constituant un exemple non limitatif de la présente invention, parmi lesquels: - la figure la représente une résistance de chauffe conforme à la présente invention selon une première configuration, lorsque la bouilloire n'est pas utilisée, - la figure l b représente la même résistance que sur la figure précédente, lors d'une surchauffe de la résistance de chauffe, - la figure 2 présente, dans une coupe selon l'axe 11-Il de la figure 3a, un détail de la connexion de la résistance de chauffe dans une deuxième configuration de l'invention, - les figures 3a à 3f illustrent le fonctionnement du dispositif de détection de chauffe à sec selon la deuxième configuration de l'invention, - les figures 4a à 4d illustrent le fonctionnement du dispositif de détection de chauffe à sec selon une troisième configuration de l'invention, - la figure 5 illustre une quatrième variante de l'invention, - la figure 6 présente une coupe de la résistance de chauffe, selon l'axe Vl-VI de la figure la, Selon une configuration commune à toutes les variantes présentées à titre d'exemple, la résistance électrique est préférentiellement de forme simple, en U, pour des soucis de coût. Cependant, la présente invention n'est pas limitée à cette forme simple de résistance et des formes plus complexes peuvent être envisagées, présentant plusieurs rayons de formage. Il est d'ailleurs important de signaler que l'amplitude de la déformation angulaire est d'autant plus importante

que le nombre de rayons de formage est important.

La résistance utilisée est une résistance fortement chargée, de puissance spécifique supérieure à 30 W/cm2. Cette résistance, selon son mode de fabrication, peut présenter une déformation thermique angulaire, c'est à dire que sous l'effet d'une augmentation de température, les deux branches de la

résistance, initialement parallèles, s'écartent ou se rapprochent l'une de l'autre.

Cet effet peut être obtenu de différentes manières.

La résistance de chauffe est constituée d'un tube (15) contenant un fil résistif boudiné (14), entouré par de la magnésie (13). Un des moyens efficaces pour obtenir une telle propriété de déformation est d'excentrer le fil résistif (14) dans le

tube (15). Ainsi, la magnésie (13) n'entoure pas uniformément ce fil résistif (14).

Lorsque ce dernier est alimenté, la disposition particulière du fil (14) entraîne des échauffements asymétriques de la magnésie (13) et du tube (15), provoquant des dilatations thermiques d'amplitude différente. Il en résulte une déformation de la résistance (1). Lorsque la résistance (1) est pliée en forme de U par exemple, ses deux branches (la, lb) se rapprochent ou s'écartent l'une de l'autre selon que l'excentration du fil (14) se produit vers l'extérieur ou vers l'intérieur du formage. Ainsi, si l'on excentre le fil (14) vers l'intérieur du formage, lors de l'alimentation électrique de la résistance de chauffe (1), les branches (la, lb) de celle-ci s'écartent l'une par rapport à l'autre. Une telle excentration est visible aux

figures la et 6.

Une ouverture angulaire de 2,6 est ainsi observée. Cette ouverture, pour une longueur de branches de 110 mm, permet d'obtenir une valeur d'écartement d'environ 5 mm. Cet écartement est d'autant plus important que l'excentration est

importante.

Lors d'un fonctionnement normal de la bouilloire, c'est à dire en présence d'eau, la résistance (1) est suffisamment refroidie pour que les mouvements des deux branches (la, lb) soient fortement réduits. Il est ainsi observé, pour une résistance présentant une longueur de branches de 110 mm, des déplacements relatifs des branches de l'ordre de 2 mm en présence d'eau (soit une ouverture angulaire de 1,1 ). La différence d'écartement de 3 mm selon la présence ou non d'eau est alors exploitable pour commander un dispositif d'interruption de

l'alimentation électrique de la résistance de chauffe.

La particularité d'une telle résistance est sa grande réactivité. En effet, en cas de surchauffe, I'écartement maximal (d'environ 5 mm) est obtenu en 5 secondes environ, répondant ainsi aux impératifs de détection rapide liés à l'utilisation de

résistances fortement chargées.

Afin de contrôler au mieux cette déformation angulaire de la résistance (1), il est prévu d'immobiliser l'une des branches (lb) de cette résistance (1), la déformation étant alors reportée sur la deuxième branche (la) de cette résistance (1). A cette fin, comme il est illustré figures la et lb, une platine (6), assurant la tenue mécanique du sousensemble de chauffe, est sertie sur la branche (lb) de la résistance (1) portant le connecteur électrique (2b) serti dans une borne de connexion (12b). Cette platine (6) peut être réalisée, par exemple, en inox. La deuxième branche (la) de la résistance (1), portant le connecteur électrique (2a) serti dans une deuxième borne de connexion (12a), est montée mobile dans un surmoulage (4) en silicone, ce dernier assurant également l'étanchéité au niveau du passage des branches de la résistance vers les

connexions électriques.

Selon une première configuration, la résistance de chauffe (1) dispose d'un cavalier (10) déformable, disposé entre ses deux branches, ledit cavalier étant partiellement courbé dans sa partie centrale lorsque la résistance est froide. Lors d'une surchauffe, la branche mobile de la résistance (1) s'écarte et allonge le cavalier. Sa partie centrale, initialement courbée, a tendance à se tendre. Cette disposition permet de transformer le déplacement angulaire de la résistance de chauffe en un déplacement linéaire, facilement exploitable, tout en amplifiant l'amplitude du mouvement. En effet, pour une ouverture de la résistance de

3 mm, il est possible d'obtenir un déplacement de 5 mm du centre du cavalier.

Un tel dispositif peut être économiquement utilisé dans de nombreux cas.

Cependant, la réactivité importante du dispositif et sa réversibilité peuvent engendrer un effet d'accumulation. En effet, si la résistance met 5 secondes pour réagir et donc ouvrir son circuit d'alimentation, il lui faut également 5 secondes pour retourner à son état initial. Ainsi une chauffe de 5 secondes toutes les 5

secondes est possible.

Un perfectionnement de ce système est d'éviter une telle possibilité car l'énergie accumulée pendant les 5 secondes de chauffe n'a pas le temps de se dissiper pendant les 5 secondes d'arrêt de chauffe. Une nouvelle chauffe provoquerait alors une nouvelle accumulation d'énergie venant s'ajouter à la première. La température de la résistance augmentant, il serait alors possible d'endommager gravement l'environnement de la résistance de chauffe. Afin d'éviter un tel

phénomène, il est avantageux d'interdire 2 chauffes à sec consécutives.

La figure 3a présente une deuxième configuration de la présente invention possédant un dispositif permettant d'interrompre l'alimentation électrique de la résistance de chauffe en cas de chauffe à sec, ce dispositif pouvant être couplé à

un montage interdisant plusieurs chauffes à sec consécutives.

Le dispositif d'interruption de l'alimentation électrique de la résistance de chauffe comporte un premier levier (24) articulé autour d'un axe (28) de rotation du levier (24). Ce levier, dans sa fonction d'interrupteur de chauffe à sec, comporte deux bras situés de part et d'autre de l'axe (28), le premier (29) situé au niveau du connecteur (2a) et susceptible d'être actionné par ce dernier lors de la déformation thermique de la résistance (1), et un deuxième bras (27) disposé perpendiculairement au premier, en liaison avec une tige rigide (21) d'alimentation électrique de la résistance de chauffe (1), dont l'extrémité est terminée par un contact (22a), point de connexion du connecteur (2a) au circuit électrique d'alimentation. Ce deuxième bras (27) peut être situé dans une autre direction que celle indiquée sans sortir du cadre de la présente invention, la

disposition présentée ne constituant qu'un exemple de réalisation.

Avantageusement, le levier (24) comporte un troisième bras (26) situé dans le prolongement du premier bras (29) au-delà de l'axe (28) et débouchant à l'extérieur du bâti de l'appareil. Ce bras (26) peut alors être manoeuvré par I'utilisateur en tant que bouton marche/arrêt de l'appareil de chauffe, comme il sera décrit par la suite. Dans l'exemple présenté, le contact (22b) est en liaison permanente avec le contact (2b) de la branche (lb) de la résistance de chauffe (1). Le fonctionnement d'un tel dispositif peut être décrit comme suit: - la bouilloire est initialement à l'arrêt, le bras (26) étant sur la position "OFF" tel que le représente la figure 3a. Cette position est arrêtée par un rebord (31) en biseau ménagé dans le support (17) du sous- ensemble de chauffe. Cette

position est maintenue stable par un ressort à franchissement de point mort (30).

Ce dernier permet au levier (24) d'occuper deux positions stables, ces deux positions correspondant à la position du bras (26) selon l'indication "OFF" ou "ON" des figures respectives 3a et 3b. Ce ressort à franchissement de point mort peut être positionné indifféremment sur le levier (34) ou sur le levier (42). Dans la position "OFF", le bras (27) exerce une pression sur la tige (21), éloignant le contact (22a) du connecteur (2a). Le circuit électrique d'alimentation de la

résistance de chauffe est alors ouvert.

- I'utilisateur bascule le bras (26) sur la position "ON" tel que représenté sur la figure (3b). La rotation anti-horaire du levier supprime l'interaction entre le bras (27) et la tige (21), permettant ainsi au circuit électrique d'alimentation de la résistance de chauffe de se fermer par contact entre le connecteur (2a) et le contact (22a). Dans le même temps, le bras (29) est positionné au contact du connecteur (2a), de telle manière à transmettre au bras (27) tout mouvement de

la résistance (1).

- dans le cas d'une chauffe à sec, représentée figure 3c, la branche (la) de la résistance de chauffe (1) se déforme en s'écartant de la branche (lb) dans

une zone souple (20) étanche, pouvant être réalisée, par exemple, en silicone.

Le connecteur (2a) s'éloigne alors du contact (22a). Cette déformation, par ailleurs, entraîne, par interaction entre le connecteur (2a) et le bras (29), une rotation du levier (24) dans le sens horaire, qui induit un appui du bras (27) sur la tige (21). Ceci a pour conséquence d'éloigner le contact (22a) de sa position d'origine dans une direction opposée au déplacement du connecteur (2a). La longueur de ce bras (27) et son point d'interaction sur la tige (21) déterminent l'amplification du mouvement de la résistance (1) communiquée au contact (22a) en un sens opposé à l'écartement de la résistance. Ainsi, l'ouverture du contact au niveau du connecteur (2a) ne peut être qu'amplifiée puisque, dans le même temps o le connecteur (2a) s'éloigne du contact (22a), ce dernier est animé d'un

mouvement opposé, tendant à l'éloigner davantage du connecteur (2a).

L'utilisateur peut alors remédier à l'absence d'eau et enclencher un cycle de

chauffe normal.

Ce dispositif est avantageusement complété par un dispositif retardateur évitant que la résistance de chauffe ne puisse être immédiatement alimentée lorsqu'une chauffe à sec vient de se produire. Ce dispositif retardateur comporte un élément changeant d'état lors de la surchauffe et présentant une inertie pour retrouver son état initial, l'état lors de la surchauffe interdisant la fermeture du circuit

électrique d'alimentation de la résistance de chauffe.

Selon une première configuration de ce dispositif à inertie et présenté aux figures 3a à 3f, un bilame métallique (18) à retournement brusque est disposé en contact thermique avec la résistance de chauffe (1). Ce contact peut être établi directement sur la résistance ou préférentiellement, sur un manchon (16) en un matériau présentant un coefficient de conduction thermique important, comme le cuivre. La figure 2 illustre une telle disposition, o un manchon en cuivre (16) est placé dans le tube extérieur (15) de la résistance de chauffe (1). Sont également visibles sur cette figure, le fil résistif chauffant (14), la borne de connexion (12a),

portant le connecteur électrique (2a), en liaison avec le fil résistif (14).

L'élément bimétallique (18), par sa partie mobile et réactive, est en contact avec une extrémité d'une pièce d'écartement (19), fixée au sousensemble de régulation, de forme générale allongée, en un matériau isolant. Cette pièce d'écartement (19), par son autre extrémité, est elle-même en contact avec la tige (21) d'alimentation électrique de la résistance de chauffe, selon un coude (23) ménagé dans cette tige (21). Le montage de ce dispositif est tel que lorsque l'interrupteur (26) estbasculé de la position "OFF" à la position "ON", symbolisé par le passage de la figure 3a à la figure 3b, la partie mobile de l'élément bimétallique (18) soit en contact avec la pièce d'écartement (19) sur une première extrémité de celle-ci, la tige (21), par son coude (23) étant aussi en

contact avec la pièce (19) sur sa deuxième extrémité.

Lors d'une chauffe à sec (fig.3c), la branche (la) de la résistance (1) s'écarte de la branche (lb). Le contact (22a) et donc le coude (23) s'écartent aussi de leurs positions initiales, en sens opposé de la branche (la). De ce fait, le bilame (18) et le coude (23) s'écartent de la pièce (19). Pratiquement au même instant, le bilame lié à la branche (la) se déclenche, c'est à dire que la partie mobile de cet élément change de courbure et s'éloigne de sa position stable, en contact avec la

résistance (1) ou le manchon (16) conducteur si la résistance (1) en est pourvue.

Cette partie mobile vient de ce fait au contact de la pièce d'écartement (19). Du fait de l'inertie thermique de l'élément bimétallique (18), ce dernier restera dans sa position instable, o la partie mobile est éloignée de la branche (la) de la résistance (1), tant que celle-ci présentera une température élevée. La branche (la) de la résistance (1) aura donc tendance à revenir à sa position initiale bien avant que le bilame se soit désactivé. Par conséquent, elle sera stoppée dans sa course par interaction entre la partie mobile du bilame (18) et la pièce

d'écartement (19).

Il peut être prévu, à ce niveau, un coulissement selon l'axe x-x' de la pièce (19) afin de permettre à la résistance de retrouver sa position initiale, ce qui évite d'engendrer des tensions sur la pièce (19). Ainsi, comme il est représenté figure 3e, la résistance, à son retour à l'état initial, ne peut être à nouveau alimentée, le circuit électrique étant ouvert par l'intermédiaire de l'élément bimétallique (18) qui

permet donc d'écarter le coude (23) de la tige (21), donc du connecteur (2a).

Lorsque la résistance a suffisamment refroidi, le bilame (18) retrouve son état stable, illustré par la figure 3f, o la partie mobile du bilame (18) est à nouveau en contact thermique avec la branche (la) de la résistance (1). La résistance peut à

nouveau être alimentée.

Les figures 4a à 4d présentent un deuxième dispositif permettant de retarder une nouvelle alimentation électrique de la résistance de chauffe lorsqu'elle vient de subir une chauffe à sec. Ce dispositif comporte un soufflet (50) dont la fuite d'air

est calibrée. Le soufflet (50) est maintenu par sa base au support (33) du sous-

ensemble de chauffe. Un deuxième levier (42) fait la liaison entre le soufflet, par un bras (44), et le connecteur électrique (2a) de la branche déformable (la) de la résistance de chauffe (1), par un bras (49), les deux bras (42,44) étant situés de

part et d'autre de l'axe de rotation (48) du levier (42).

La partie mobile du soufflet (50) porte également, par une tige rigide, deux contacts distincts (32a, 41a). Le contact (32a) est susceptible d'établir une liaison électrique avec le connecteur (2a), le contact (41a) étant lui susceptible d'établir une liaison électrique avec le contact (41b) lié au circuit électrique d'alimentation de la résistance électrique (1). Par ailleurs, le connecteur (2b) de la deuxième branche (lb) de la résistance (1) est maintenu en permanence contre le contact (32b) du circuit électrique d'alimentation. Ce circuit ne peut donc être ouvert qu'en deux endroits: au niveau du connecteur (2a) ou au niveau des contacts

(41a, 41b).

Le premier levier (34), sensiblement identique au levier (24) des figures 3a à 3f, est articulé autour d'un axe de rotation (38), et présente un ressort (40) à franchissement de point mort. Ce levier comporte un premier bras coudé (39) pouvant interagir mécaniquement avec le connecteur (2a) en cas de surchauffe ainsi qu'un deuxième bras (37) préférentiellement perpendiculaire au premier et destiné à ouvrir les contacts (41a, 41b), les deux bras (37, 39) étant situés de part et d'autre de l'axe de rotation (38) du levier (34). Un troisième bras (36), situé dans le prolongement du premier, au-delà de l'axe de rotation (38) et débouchant à l'extérieur du sous-ensemble et de la bouilloire, permet à l'utilisateur d'alimenter

ou non la résistance de chauffe (1).

Le fonctionnement d'un tel dispositif est le suivant: lorsque le bras (36) est positionné sur "ON" comme indiqué par la figure 4b, la résistance de chauffe est alimentée, les contacts (41a, 41b) et (2a, 32a) étant fermés. Lorsqu'une chauffe à sec survient (figure 4c), la branche (la) de la résistance de chauffe (1) s'écarte de la branche (lb), entraînant la rotation des leviers (42, 34) autour de leur axe de rotation respectif, dans le sens horaire. Le premier levier (42) ouvre le contact

électrique au niveau du connecteur (2a) tout en comprimant le soufflet (50).

Celui-ci portant notamment le contact (32a), ce dernier s'éloigne de sa position

initiale en sens opposé à celui pris par le connecteur (2a).

Dans le même temps, le contact (41a) est comprimé sur le contact (41b), déformant légèrement la tige (51) portant le contact (41b). Par ailleurs, le bras (37) du levier (34) a tendance lui aussi à venir déformer la tige (51) afin d'éloigner ce contact du contact (41a). Selon la disposition choisie, ce bras (37) écarte effectivement ou non le contact (41a) du contact (41b). La résistance n'est, de toute façon, plus alimentée, par ouverture du circuit électrique d'alimentation au

niveau du connecteur (2a).

Le retour de la branche (la) de la résistance de chauffe est rapide (figure 4d), et bien plus rapide que le temps mis par le soufflet pour retrouver sa position d'origine. Le soufflet (50) peut être calibré pour reprendre sa position stable au bout du temps nécessaire au refroidissement de la résistance (1). Les contacts (41a, 41b) permettent une ouverture du circuit électrique d'alimentation de la résistance de chauffe indépendamment de l'ouverture de ce même circuit due au

dispositif à inertie.

La figure 5 présente une variante simplifiée de ce dernier dispositif, o le levier (60) possède, par un ressort (61), deux positions stables. Ce levier (60) comporte un axe de rotation (64), un premier bras (66) en liaison avec le connecteur (2a), un deuxième bras (68) en liaison avec un soufflet (70), ainsi qu'un troisième bras (72) faisant office d'interrupteur marche/arrêt, les trois bras étant disposés d'une manière similaire aux précédentes variantes. Un support (65) comporte les éléments décrits précédemment et permet la tenue mécanique de la résistance (1). Lors d'une chauffe à sec, le connecteur (2a) s'écarte du contact (62a), renforcé par l'éloignement du contact (62a), porté par une tige (63) liée au soufflet (70), ledit soufflet étant comprimé par le bras (68) sous l'action de la rotation du levier

(60). Celui-ci garde cette position, le ressort (61) ayant franchi son point mort.

Tant que l'utilisateur n'a pas basculé l'interrupteur sur la position "ON", le soufflet n'a pas la possibilité d'évoluer vers sa position d'origine et interdit donc la

fermeture du circuit électrique d'alimentation de la résistance (1).

Un avantage complémentaire d'un tel dispositif est sa grande compacité. Ce faible encombrement permet de présenter un sous-ensemble en une seule pièce pouvant être inséré simplement par un orifice dans la bouilloire, ce qui présente

un gain de temps considérable lors de l'étape de montage de la bouilloire.

Claims (16)

REVENDICATIONS

1. Résistance électrique de chauffe (1) pour un appareil électroménager de chauffage de liquide de forme générale en U, destinée à venir en contact dudit liquide à chauffer, caractérisée en ce qu'elle comporte un fil résistif interne (14) entouré de magnésie, ledit fil (14) étant excentré dans la magnésie, de sorte que, lors d'une chauffe de la résistance (1), des dilatations thermiques différentes soient générées au sein de cette résistance (1), conduisant à une déformation angulaire des deux branches

(la, lb) de la résistance (1), I'une par rapport à l'autre.

2. Résistance selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'elle

présente plus d'une courbure de formage.

3. Dispositif de détection de surchauffe d'une résistance électrique de chauffe (1) d'un appareil électroménager de chauffage de liquide, comportant notamment un réservoir à liquide au sein duquel est agencée une résistance de chauffe (1) de forme générale en U présentant deux branches (la, lb) sensiblement parallèles, dont les connecteurs (2a, 2b), localisés aL' extrémités, sont situés hors du réservoir à liquide o ils sont reliés à des contacts d'un circuit d'alimentation électrique, caractérisé en ce que la

résistance (1) en U est conforme à l'une des revendications 1 ou 2.

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la déformation thermique angulaire interrompt la liaison entre un connecteur d'extrémité

mobile et son contact correspondant, I'autre connecteur étant fixe.

5. Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce qu'une

pièce mécanique intermédiaire (10) est en liaison avec la ou les branche(s) (la, lb) de la résistance (1) afin d'amplifier le mouvement dû à la déformation thermique angulaire des deux branches (la, lb) de ladite résistance (1) lors d'une surchauffe de celle-ci, ledit mouvement interrompant la liaison entre deux contacts ou entre un connecteur de

résistance et un contact au sein du circuit d'alimentation.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la pièce mécanique est un cavalier (10) lié physiquement aux deux branches (la, lb) de la résistance (1) orientées sensiblement dans le même sens, ledit cavalier (10) étant relié, sur sa partie courbe, à au moins un contact

électrique inséré dans le circuit d'alimentation de la résistance électrique.

7. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une pièce intermédiaire (24, 34, 60) est en liaison avec la ou les branches de la résistance afin d'amplifier le mouvement dû à la déformation thermique angulaire entre les deux branches et d'appliquer ce mouvement sur le ou les contacts pour interrompre la liaison avec le connecteur ou le contact correspondant.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la pièce mécanique est un levier (24, 34, 60), un premier bras (29, 39, 66) de ce levier (24, 34, 60) étant en liaison mécanique avec l'une des branches (la) de la résistance (1) au niveau de sa connexion (2a), un deuxième bras (27, 37, 68) de ce levier (24, 34, 60) étant lié à une ti, rigide (21, 51, 63) portant un contact électrique (22a, 41b, 62a) susceptible de fermer le circuit électrique d'alimentation de la résistance de chauffe (1), ledit levier (24, 34, ), lors d'une surchauffe de la résistance de chauffe (1), amplifiant le mouvement de déplacement du connecteur (2a) de la branche (2a) de la résistance (1), en éloignant en sens opposé le contact électrique (22a, 41b,

62a) du connecteur (2a).

9. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce qu'un

dispositif à inertie (18, 50, 70) est en liaison mécanique entre au moins une branche (la) de la résistance électrique (1) et un contact (22a, 32a, 62a) du circuit électrique d'alimentation de ladite résistance (1), ledit dispositif (18, , 70) présentant, lors d'une surchauffe de la résistance de chauffe (1), un état instable tel que le circuit d'alimentation de la résistance de chauffe (1) ne puisse être fermé au niveau du contact (22a, 32a, 62a) lié au dispositif à inertie (18, 50, 70), et retournant vers son état stable, o le circuit d'alimentation de la résistance de chauffe peut à nouveau être fermé, dans

un intervalle de temps permettant à la résistance de chauffe (1) de refroidir.

10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif à inertie est un élément bimétallique (18) à retournement brusque, d'une part en liaison thermique avec la résistance de chauffe (1) et d'autre part en liaison mécanique avec un contact électrique (22a) inséré dans le circuit d'alimentation de la résistance de chauffe (1), ledit élément bimétallique (18) étant calibré pour changer de courbure lors d'une surchauffe de la résistance de chauffe (1) et susceptible d'empêcher la fermeture du circuit d'alimentation de la résistance de chauffe (1) dès que ce changement de

courbure est obtenu.

11. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'un manchon en cuivre (16) est disposé en interface entre la résistance de

chauffe (1) et l'élément bimétallique (18).

12. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif à inertie est un soufflet à air (50, 70) en liaison mécanique avec d'une part un contact électrique (32a, 62a) inséré dans le circuit d'alimentation de la résistance de chauffe, et d'autre part avec un levier (42, 60), lui-même en liaison avec l'une des connexions électriques (2a) de la résistance de chauffe (1), ledit levier (42, 60) étant susceptible, lors d'une surchauffe de la résistance de chauffe (1), par la déformation angulaire des deux branches (la, lb) de la résistance (1), de comprimer le soufflet (50, 70) afin d'ouvrir le circuit d'alimentation de la résistance de chauffe (1), ledit circuit ne pouvant

être fermé tant que le soufflet (50, 70) n'a pas repris sa position initiale.

13. Dispositif selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce qu'au

moins un levier (24, 34, 42, 60) comporte un ressort (30, 40, 61) à franchissement de point mort susceptible de le maintenir selon deux positions stables, ledit levier (24, 34, 42, 60) comportant par ailleurs un troisième bras (26, 36, 72) débouchant à l'extérieur et constituant, pour l'utilisateur, un organe de mise en marche et d'arrêt de l'alimentation

électrique de la résistance de chauffe (1).

14. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 13, caractérisé en ce que l'une

des branches (lb) de la résistance électrique (1) est mécaniquement immobilisée à un support du sous-ensemble (17, 33, 65) ou au bâti de la bouilloire, I'autre branche (la) étant montée mobile dans un surmoulage

étanche (4, 20).

15. Appareil électroménager de chauffage de liquide comportant une résistance

de chauffe (1) conforme à l'une des revendication 1 ou 2.

16. Appareil électroménager de chauffage de liquide comportant une résistance de chauffe (1) en contact avec le liquide à chauffer ainsi qu'un dispositif de

détection de surchauffe conforme à l'une des revendications 3 à 14.