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B R E V E T D'INVENTION
Procédé et installation pour déceler les varia- tions brusques de température. v
Les appareils destinés à déceler des variations brusques de température, telles que les incendies nais- sants, doivent non seulement être sensibles aux variations brusques de température provoquées par l'incendie qui commence, mais ne doivent pas fonctionner intempestivement sous l'action des variations lentes de température inévi- tables aux époques de changements de saison, époques auxquelles on met en route ou on arrête le chauffage des bâtiments.
En général les appareils avertisseurs d'incendie connus jusqu'à ce jour réalisent très mal ces conditions; ils ne sont pas rigoureusement différentiels avec des tem- pératures ambiantes variables.
La présente invention a pour but d'éviter d'une manière absolue ces inconvénients et de détecter les va- riations de température, même de très faible valeur, quelle que soit la température ambiante.
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Elle concerne d'abord un procédé caractérisé par deux groupes de couples thermoélectriques montés de telle manière que chaque élément de l'un des groupes a sa force électromotrice en opposition avec l'élément adjacent de l'autre groupe, ces groupes formant ainsi, à l'état nor- mal, un ensemble à différence de potentiel résultante nul- le, le premier de ces groupes étant protégé contre les va- riations de température soit par un enduit calorifuge,soit par un contact avec une paroi à température sensiblement constante, tandis que le deuxième groupe est exposé direc- tement à la chaleur, de telle sorte que, dans le cas d'u- ne variation brusque de température, la force électromo- trice s'établit avec un retard notable dans le premier groupe et instantanément dans le deuxième,
'ce qui donne naissance à une différence de potentiel appréciable, tan- dis que les variations lentes de température agissant également sur les deux groupes de couples en opposition ne donnent aucune différence de potentiel. Ce montage comporte @@@@@ une action compensée à chaque instant, de telle sorte que ce dispositif est un système à couples thermo-électriques compensés.
L'invention s'étend également à un procédé pour détecter les mouvements d'un élément mobile sous l'action d'une force très faible, procédé caractérisé par ce qu'on complète l'action de cette force très faible par l'action d'un champ magnétique qui est inversement proportionnelle au carré de la distance, de telle sorte que l'élément mo- bile est violemment attiré dès que son mouvement initial l'a déplacé suffisamment dans ce champ dans le sens de l'accroissement de ce champ, cette disposition permettant ainsi le contrôle de circuits électriques, contrôle qui n'aurait pu se faire avec la seule force trop faible agissant sur l'élément mobile de l'appareil récepteur.
L'invention s'étend aussi à un procédé pour dé- tecter les mouvements' d'un élément mobile sous l'action
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d'une force très faible, procédé caractérisé par ce que l'élément mobile contrôle le passage de radiations, no- tamment de radiations infra-rouges dirigées sur une cellu- le photo-électrique qui contrôle elle-même des circuits électriques avertisseurs.
L'invention s'étend enfin à d'autres caractéris- tiques ci-après décrites et à leurs diverses combinaisons:
Des dispositifs conformes à la présente invention sont représentés à titre d'exemple sur les dessins ci- joints dans lesquels :
La fig. 1 est une vue schématique des couples thermo-électriques avec leur circuit électrique;
La fig. 2 est une vue en perspective de la baguet- te servant au montage des couples thermo-électriques;
La fig. 3 est une coupe longitudinale de l'ensem- ble des couples thermo-électriques montés sur leurs sup- ports ;
La fig. 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la fig. 3 ;
La fig. 5 est une vue en perspective de l'ensem- ble des couples thermo-élec'triques et de leurs supports;
La fig. 6 est une vue en élévation d'un di sposi- tif de détection suivant une autre forme de réalisation;
La fig. 7 est une coupe partielle développée de ce dispositif suivant la ligne 7-7 de la fige 6;
La fig. 8 est une vue en élévation d'un disposi- tif détecteur conforme à l'invention logé dans'un tas de matières susceptibles de s'échauffer ;
La fig. 9 est une coupe longitudinale axiale de la partie supérieure de ce dispositif ;
La fig. 10 est une coupe transversale suivant les lignes 10-10 de la fig. 9;
La fig. 11 est une vue en perspective d'une bal- ladeuse à couple thermo-électrique compensé ;
La fig. 12 est une vue schématique d'un dispositif
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permettant de réaliser le procédé pour détecter les mouve- ments d'un élément mobile sous l'action d'une force très faible, procédé utilisant un champ magnétique ;
Les fig. 13 et 14 sont deux autres schémas de montage des couples thermo-électriques et de l'avertisseur sonore.
Les fige 15 et 16 sont respectivement une éléva- tion et une coupe axiale schématiques d'un dispositif per- mettant de réaliser le procédé pour détecter les mouvements d'un élément mobile sous l'action d'une force très faible procédé utilisant une cellule photo-électrique;
La fig. 17 est une vue schématique de l'ensemble de la cellule photo-électrique et de son circuit électri- que,
Dans le procédé pour détecter les variations brusques de température, conforme à la présente invention, on utilise (fig. 1) deux séries de couples thermo-électri- ques 1, 2, couple fer maillechort par exemple, disposés en séries, Chaque couple 1 est constitué par une,lame de fer 3 et une lame de maillechort 4, et chaque couple
2 est constitué par une lame de maillechort 4 et la lame de fer 3 du couple opposé.
Avec cette disposition les deux séries de couples 1, 2 présentent des forces électro- motrices égales et opposées quand elles sont soumises simultanément à une même température,
Les couples 1 ont leur soudure exposée directe- ment à l'air tandis que les soudures des couples 2 sont enfermées dans un support en matière isolante 6.
Les extrémités 7, 8 du circuit des couples sont reliées à un appareil indicateur 9 au moyen d'un fil
10. L'aiguille 11 de cet indicateur peut venir fermer le circuit 12 d'une sonnerie d'alarme 13, ce circuit étant alimenté par une pile 14.
Le fonctionnement de ce dispositif est le sui- vant :
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En période normale les deux séries de couples électro-thermiques 1, 2 sont à la même température et les forces électro-motrices qui pourraient prendre naissance dans chacune de ces séries de couples s'annulent puisqu'el- les sont en opposition.
Aucun courant ne passe dans le circuit 10 et l'aiguille 11 de l'indicateur 9 reste dans la position indiquée en traits pleins sur la figure 1.
Si une variation lente de température se produit dans la pièce où sont disposés les couples thermo-électri- ques compensés, par exemple lorsqu'on met en marche le chauffage au moment du changement de saisons, cette varia- tion de température se transmet en même temps, vu sa len- teur, aux couples 1 et aux couples 2.
Cette variation de température provoque dans cha- cune des séries de couples la formation d'une force élec- tro-motrice, mais ces forces électro-motrices sont toujours égales et opposées, donc elles s'annulent et aucun courant ne traverse le récepteur 9.
Si, au contraire, une augmentation brusque de température se produit (c'est le cas notamment lors d'un commencement d'incendie) les couples 1 s'échauffent instan- tanément, alors que les couples 2 calorifugés ne s'échauf- fent pratiquement pas ; suite la force électro-motrice des couples 1 devient prépondérante par rapport à la force électro-motrice des couples 2 qui n'agissent que comme connexion électrique des éléments du groupe 1.
Dans ces conditions, un courant électrique s'éta- blit dans le circuit 10 et l'aiguille 11 de l'indica- teur 9 se déplace suivant f1' Dans son déplacement, elle vient fermer le circuit 12, ainsi que cela se voit sur la fig, 1. Le courant s'établit alors dans le circuit 12, ce qui actionne la sonnerie d'alarme 13. On est ain- si prévenu du commencement d'incendie.
Il est évident qu'on peut utiliser le déplacement
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de l'aiguille 11 pour actionner un relais déclenchant par exemple le mouvement d'une pompe à incendie, porte coupe-feu ou l'ouverture d'un robinet de prise d'eau ou tout autre dispositif de protection contre l'incendie, sans sortir pour cela du cadre de l'invention.
Pour réaliser le dispositif précédemment décrit de façon schématique, on peut utiliser une baguette 15 (fig. 2, 3, 4) en matière isolante percée de trous 16 dans lesquels sont engagées des tiges métalliques 17.
Chacune des extrémités 18 19 de chaque tige 17 est re- liée à une lame 20 ou 21 de même métal, ces lames faisant partie de couples thermo-électriques 231 232, ces cou- ples étant constitués par la réunion des lames de mail- lechort 20 ou 202 et lames de fer 211 21 soudées après avoir été juxtaposées.
Les couples 232 restent dégagés tandis que les couples 231restent recouverts par une réglette 24 en matière isolante assemblée à la baguette 15 au moyen de vis 25.
Ainsi les couples 232 restent exposés aux va- riations de température qu'ils suivent sans retard, tan- dis que les couples 231 sont calorifugés, grâce à leur situation entre la baguette 15 et la plaquette 25 et suivant les variations de température avec un retard no- table.
L'ensemble de l'appareil présente la forme d'un bloc homogène et peu encombrant ainsi qu'il est représen- té sur la fig. 5, bloc d'où émergent les couples 25 et d'où partent les fils 26,27 allant aux appareils d'alar- me ou aux relais.
On peut apporter de nombreuses modifications dans la constitution du dispositif détecteur proprement dit suivant son genre d'application. Dans le mode de réalisation représenté sur les fige 6 et 7, les couples thermo-électriques 1 et 2 sont encastrés dans des loge-
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ments 60 ménagés dans un disque 61 en matière isolan- te ; ces logements 60 sont pratiqués sur les deux faces du disque 61, de telle sorte que les fils en fer 3 et en constatan 4 qui traversent le disque 61 dans toute son épaisseur sont pliés à leur extrémité, ces extrémités venant en contact les unes avec les autres dans chaque al- véole 60.
Des plaquettes métalliques 62 sont ensuite cou- lées dans les alvéoles 60 et assurent ainsi le contact électrique entre les fils de constatan 4 et les fils de fer 3.
Les extrémités 7 et 8 des couples sont connec- tées à des bornes apparentes 63 et 64 portées par le disque 61, ce qui permet de raccorder ce dispositif à un circuit de détection.
Cette disposition particulière des couples sur un disque en matière isolante permet de réduire l'encombre- ment du dispositif, qui peut ainsi être placé dans des en- droits où l'on dispose d'un espace libre restreint en augmentant autant qu'on le désire la sensibilité de détec- tion qui est proportionnelle au carré du nombre des cou- ples.
De plus, ce dispositif ne présentant aucune sail- lie apparente, les couples sont complètement dissimulés dans la masse du disque et ne peuvent être rompus acciden- tellement, car la couche métallique 62 qui les recouvre est en même temps une couche protectrice contre les intem- péries. Enfin cette couche métallique augmente la capaci- té thermique du système, en lui permettant d'absorber da- vantage de calories, ce qui augmente enfin la sensibilité de détection.
Le dispositif représenté sur les fig, de 8 à 10 est spécialement destiné à déceler les incendies qui pour- raient prendre naissance dans des tas de matières inflam- mables amoncelées.
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Ce dispositif comporte un tube cylindrique 65 d'une longueur suffisante pour être recouvert en partie de la matière, telle que charbon ou chiffons, disposés en tas.
Ce cylindre est constitué par des tronçons mé- talliques 661 662 663...... assemblés les uns aux autres par des manchons 671672 673.... de matière isolante.
Dans ces manchons 67 sont disposés les couples thermo-électriques compensés; ces couples sont respec- tivement soumis à des températures de la matière par l'extérieur du cylindre et à une température inférieure par l'intérieur de ce cylindre qui est en communication à sa partie supérieure avec l'atmosphère.
Chaque manchon 67 constitue un détecteur pro- pre et les divers manchons 67 sont reliés les uns aux autres de la base du cylindre jusqu'au sommet par des conducteurs 68 et 69, réalisant ainsi une détection continue dans toute la hauteur.
Sur le tronçon métallique supérieur 661formant le sommet du cylindre est fixé un manchon isolant 70 ser- vant à supporter d'une part un galvanomètre de réception 9, et une pile 14, source d'énergie de l'alarme, et d'autre part la cloche ou sonnerie d'alarme 13.
La cloche 13 est montés sur une entretoise 71 fixée sur -le manchon isolant 70 ; cette cloche 13 por- te une tige filetée 72 traversant l'entretoise 71 et sur l'extrémité de laquelle est fixé un chapeau protec- teur 73.
Le cylindre ainsi constitué est fixé sur une embase 75 (fig. 8) que l'on place ensuite à l'endroit où doit âtre disposé le tas de matières.
Au fur et à mesure de l'amoncellement de cette matière le cylindre se trouve recouvert progressivement jusqu'à une certaine hauteur et en particulier une.cer- taine quantité de manchons détecteurs 67 sont ainsi en.
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contact par leur surface extérieure avec la masse de pro- duits entassés.
Dans ces conditions, si un foyer d'incendie vient à se déclarer dans le tas de matières, les couples disposés à la partie externe des manchons détecteurs 67 s'échauffent instantanément, tandis que les couples dis- posés à l'intérieur de ces manchons isolants 67 s'échauf- fent avec un retard notable.
Il en résulte une différence de potentiel entre les couples extérieurs et les couples intérieurs détermi- nant ainsi un courant électrique dans le circuit du gal- vanomètre 9 et par suite la mise en action de l'alarme 13 par la pile 14. dispositif détecteur à couples thermo-électri- ques compensés (fig. 11) se présente sous la forme d'un cylindre 80 en matière Lace manche à main 100.
Ce cylindre 80 comporte des couples thermo-électriques compensés montés de façon analogue à celle des fig, 1 et 2 ; ces couples sont connectés à des conducteurs mobiles par une gaine 81 en câble souple par exemple.
Cette gaine souple 81 a plusieurs mètres de longueur, ce qui permet de placer le cylindre détecteur 80 dans des endroits difficilement accessibles et dont la défense contre le feu doit être modifiée fréquemment en raison du déplacement même des matériaux combustibles, tout en laissant ce cylindre détecteur 80 raccordé aux appareils d'alarme éloignés.
A cet effet, la gaine souple 81 est terminée par une broche de prise de courant 82 de sûreté, qui permet de transporter aisément l'ensemble du dispositif et de l'appliquer à des installations séparées et éloi-. gnées les unes des autres à la manière d'une lampe élec- trique balladeuse.
Le déclenchement de la sonnerie d'alarme au mo- yen de l'aiguille de l'indicateur 9 ainsi qu'il est
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représenté sur la fig. 1 est difficile à réaliser directe- ment car la force qui déplace l'aiguille est très faible, les forces électro-motrices des couples thermo-électriques, étant très petites (quelques millivolts).
Le dispositif représenté schématiquement sur la fig. 12 permet d'éviter cet inconvénient. Dans ce disposi- tif l'aiguille 11 de l'indicateur 9 porte à son extré- mité une masse de fer doux 28, à bossage 29.
A proximité de l'aiguille 11 et dans le même plan, est disposé un électro-aimant 30 alimenté par un circuit 31 dans lequel est branché un relais 32 et un interrupteur 34 formé par deux lames 35, 36 et d'un bossage 37 formant contact. Un ressort spiral 33 sert à maintenir l'aiguille 11 dans sa position de repos, lorsqu'elle n'est pas soumise à l'action des forces, ther- mo-électriques.
L'électro-aimant 30 peut se déplacer suivant f2 ou f3 ce qui permet le réglage de l'appareil en modi- fiant la distance d'action du champ magnétique sur l'ai- guille 11.
Ce dispositif fonctionne de la façon suivante : normalement, l'électro-aimant 30 est excité, l'armature
38 du relais 32 est attirée et l'interrupteur 34 fer- mé.
Lorsque l'aiguille 11 se déplace suivant f1' il arrive un moment où la masse de fer doux 28 se trou- ve dans une intensité de champ magnétique suffisante pour que l'énergie de l'électro-aimant 30 se substitue à cel- le des couples thermo-électriques. Cette masse de fer doux 28 est alors violemment attirée par le champ magné- tique et par suite le mouvement de l'aiguille 11 suivant fi continue avec une grande vitesse, vitesse qui va en croissant à mesure que la masse 28 se rapproche de l'é- lectro-aimant 30 puisque la force d'attraction est in- ¯versement proportionnelle au carré de la distance.
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Lorsque la masse 28 arrive brusquement au contact de l'électro-aimant 30, le bossage 29 frappe la lame 35 la sépare du contact 37, ce qui coupe le courant dans le circuit 31. L'armature 38 du relais 32 tombe.et déclen- che une sonnerie d'alarme ou bien provoque la fermeture @ d'un circuit auxiliaire alimentant dispositif, tel que pompe à incendie. Cette armature en tombant interrompt le contact entre les plots 50 et coupe par suite le cir- cuit 31, ce qui permet le retour de l'aiguille 11.
Dans le mouvement précédent la lame 35 est ve- nue en contact avec la lame 36 permettant après rupture du circuit 31 la fermeture d'un autre circuit.
Ainsi, on peut utiliser le déplacement de l'ai- guille Il sous l'action d'une force très faible pour dé- clencher le passage d'un courant d'une intensité plus éle- vée permettant la mise en marche d'appareils qui n'au- raient pas pu fonctionner avec le courant excessivement faible produit par les couples thermo-électriques,
On peut apporter de nombreuses modifications au dispositif de montage des couples représenté schématique- ment sur la fige 12.
Notamment dans le schéma de la fig. 13 l'inter- rupteur à lame 35 du dispositif précédent est remplacé par un interrupteur 90 à tube de mercure, ce qui assure un contact parfait, ce contact ne pouvant être troublé par les agents extérieurs , tels qu'humidité, rouille, pous- sière ; ce tube 90 oscille autour d'un axe 91 sous l'action de la lame 35 commandée par l'aiguille 11 du galvanomètre contrôlée elle-même par les couples thermo- électriques compensés 1 et 2.
D'autre part, l'électro-aimant 30 est remplacé par un aimant permanent à noyau mobile réglable 92, les déplacements de ce noyau mobile permettant de régler à volonté l'intensité d'action à distance du champ magnéti- que sur l'aiguille 11 et par suite l'action énergétique
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complémentaire de ce champ magnétique.
Ce dispositif permet encore d'utiliser le dépla- cement de l'aiguille 11 pour assurer la mise en marche d'appareils avertisseurs, ou extincteurs d'incendies.
Dans le schéma d'installation représenté sur la fig, 14 .les couples thermo-électriques 1, 2 sont raccordés en série avec le galvanomètre 9, un rhéostat de réglage 96 et une différence de potentiel 101 pri- se sur un potentiomètre 95 alimenté par une pile 94 qui, elle-même fournit le courant nécessaire au fonction- nement d'un avertisseur 97.
L'aiguille 11 du galvanomètre 9 commande à un point de repos le circuit de cette sonnerie d'alarme 97 par des contacts 102, 103.
Le rhéostat 96 est réglé de manière à faire passer dans le circuit des couples thermo -électriques compensés 1 et 2 un très faible courant de l'ordre de 1/10000 d'ampères. Ce très faible courant permanent débité par la pile 94 est suffisant pour déplacer l'ai- guille 11 d'un certain angle comme il est représenté sur la fig.14. A ce moment toute rupture dans le circuit des couples thermo-électriques 1 et 2 est immédiate- ment signalée par la sonnerie 97, car l'aiguille 11 vient fermer le circuit électrique aux points 102, 103.
Il en résulte la signalisation immédiate d'une rupture quelconque dans le circuit de défense.
D'autre part, si le détecteur à couples thermo- électriques compensés est soumis à une variation brusque de température, l'aiguille 11 est déviée suivant la flèche f5 et vient heurter la lame flexible 35, ce qui coupe le circuit principal d'avertissement comme il a été déjà expliqué à l'aide des fig. 12 et 13.
On peut encore détecter les mouvements d'une aiguille sous l'action d'une force, très faible en utili- . sant le dispositif représenté'sur les figures de 15 à '17,
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qui est basé sur l'utilisation de radiations infra-rouges par exemple et qui est constitué de la façon suivante : l'aiguille 111 de l'indicateur 91 porte à son extrémi- té un disque circulaire opaque 39. Le cadran 40 devant lequel se déplace l'aiguille 111est percé d'une ouvertu- -re 41 de diamètre un peu plus faible que celui du disque
39, cette ouverture servant de passage à un faisceau de radiations infra-rouges par exemple, tels que 42 émis par une lampe 43. Ce faisceau se dirige sur une cellule photoélectrique 44, fixe par rapport au cadran 40.
Le cadran 40 est mobile par rapport à un ca- dran fixe 45, ce qui permet le réglage de l'appareil.
La cellule photoélectrique 44 (fig. 17) est montée dans un circuit électrique 46 comportant une pi- le 47 et un relais 48.
En position normale, l'ouverture 41 est décou- verte et le faisceau de rayons infra-rouges 42 vient frapper la cellule photoélectrique 44. Sous l'action de ces rayons infra-rouges, la cellule 44 laisse passer le courant dans le circuit 46. L'armature 49 du relais 48 est attirée et les appareils de sécurité ou d'alarme con- trôlés par les relais 48 sont maintenus au repos.
Lorsque l'aiguille 111 se déplace, par exemple sous l'action de la force électromotrice produite par des couples thermoélectriques détecteurs d'incendies, le dis- que 39 suit le trajet f5 et vient obturer l'ouverture 41. Les rayons infra-rouges du faisceau 42 sont alors interceptés et la cellule 44 n'étant plus sous leur ac- tion, coupe le courant dans le circuit 46. L'armature 49 du relais 48 n'étant plus attirée, établit le contact et déclenche les appareils de sécurité ou d'alarme contrô- lés par ce relais 48.
Ainsi on a utilisé le déplacement de l'aiguille 111 sous l'action de la force très faible née de la force électro-motrice très petite des couples thermo-électriques par exemple pour établir un courant
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relativement fort dans des appareils demandant une certai- ne énergie pour leur fonctionnement.
L'invention s'étend non seulement aux procédés et appareils précédents mais ,aussi aux installations et ap- pareils pour la mise en oeuvre de ces procédés.