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BREVET D'INVENTION "THERMOSTAT METALLIQUE REGLABLE"
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'1nven1on concerne certains perieciionnemenzs nouveaux et avantageux apportés aux thermostats ou appareils de contrôle similaires, en particulier aux thermostats du type bi-métallique, comportant une portion mobile sous l'ac- tion des variations de la température atmosphérique aux- quelles l'élément bi-métallique est exposé, de façon à faire fonctionner certain mécanisme de contrôle, généralement par l'établissement ou la coupure de circuits électriques.
Suivant l'invention, il existe un moyen servant à régler d'une manière appropriée le fonctionnement de l'ins- trument de contrôle, par exemple à choisir la ou les tempéra- tures àuxquelles l'instrument doit fonctionner.- Une portion localisée de l'élément thermostatique ou mieux un second élément thermostatique fixé à l'une de ses extrémités et
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réuni à l'autre d'une manière réglable avec la portion rela- tivement fixe du thermostat principal est renfermée dans un boîtier en mê:,;e temps qu'un élément de chauffage auxi- liaire , de sorte que la quantité de chaleur fournie par cet élément de chauffage est cédée localement seulement au second thermostat et que ce second thermostat ne subit aucune influence par les courants d'air qui font fonctionner le thermostat principal.
En réglant la quantité de chaleur auxiliaire cédée au second thermostat (ou à la portion isolée du thermostat principal), on réalise le réglage de l'élément thermostatique principal, exposé à l'action de l'air et fonc- tionnant sous l'effet des variations de température atmos- phérique, dans son ensemble, de façon à déterminer les tem- pératures ou les autres conditions atmosphériques déterminées dans -Lesquelles l'instrument doit fonctionner.
Plus parti- culièrement, une spirale de chauffage électrique est disposée autour Je la seconde narre thermostatique (ou tout autre type d'élément de chauffage électrique est intimement combiné avec elle) et la barre et l'élément de chauffage électrique sont renfermés dans un boîtier isolant, qui est complètement ferme, sauf pour laisser passer l'élément mobile qui sert à établir une liaison mobile avec la portion immobile ou rela- tivement fixe du thermostat principal. La chaleur auxiliaire est ainsi localisée et cédée seulement à l'élément thermos- tatique auxiliaire ou de réglage, qui est à l'abri des cou- rants d'air, tandis que l'élément thermostatique principal découvert est protégé autant que possible contre la chaleur auxiliaire,
de façon à ne fonctionner que sous l'effet des variations de la température atmosphérique.
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Le principal objet de l'invention consiste dans un instrument de contrôle perfectionné, tel qu'il est décrit brièvement ci-dessus et plus en détail ci-après.
D'autres objets de l'invention sont les suivants : un thermostat métallique réglable perfectionné ; un dispositif de réglage perfectionné d'un ins- trument de contrôle; un dispositif perfectionné destiné à localiser autant que possible la chaleur auxiliaire fournie, en vue de régler la température à laquelle les thermostats doivent fonctionner.
D'autres objets et avantages de l'invention appa- raîtront au fur et à mesure de la description détaillée don- née ci-après d'une forme perfectionnée de thermostat cons- truit et fonctionnant suivant les principes de l'invention.
Sur le dessin ci-annexé :
La figure 1 est une élévation latérale de l'ins- trument, dont le fond et le couvercle de protection exté- rieur sont représentés en coupe verticale ;
La figure 2 est une vue en plan, le couvercle ex- térieur.étant enlevé et le boîtier isolant renfermant le thermostat auxiliaire et l'élément de chauffage étant repré- sentés en coupe faite à peu près suivant la ligne 2-2 de la figure 1;-
La figure 3 est une coupe verticale faite à peu près suivant la ligne 3-3 de la figuré 2 ;
La figure 4 est un diagramme des connexions.
Le thermostat comporte un élément de fond 1 métallique creux, ouvert en arrière, et dans lequel la plaque de fond en une matière isolante 2 est fixée par des vis 3.
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Les pièces fonctionnant sont montées sur la face avant de la plaque 2 et les conuexions électriques se font à la manière ordinaire derrière la plaque 2. Le mécanisme fonc- tionnant est enfermé par un couvercle ou enveloppe protec- trice 4 métallique bombé comportant un rebord ou cercle 2 qui s'ajuste sur une portion du fond 1 et peut y être fixé d'une manière amovible par un moyen quelconque à v olonté. Le couvercle 4 comporte des fentes ou ouvertures 6 et 7 dans ses extrémités supérieure et inférieure et de préférence aussi des ouvertures 8 dans ses côtés, permettant ainsi à l'air de circuler librement à travers le couvercle ou dans le boîtier, de façon que l'élément thermostatique principal fonctionne rapidement sous l'effet de la température ambiante.
L'élément thermostatique principal 2 a la forme d'une barre bimétallique dont l'une des extrémités 10 est fixée au poinb 11 sur un élément d'attache 12, monté à pi- votement sur une cheville 13, faisant saillie en dehors sur la plaque de fond 2. La barre 2 est courbée ou a la forme d'une boucle qui entoure pratiquement le boîtier intérieur isolant 14 (décrit ci-après en détail) et l'extrémité supé- rieure libre 15 de la barre porte une paire de contacts électriques 16 et 17, destinés à venir en contact respec- tivement avec les contacts 18 et 19 relativement fixes.
Alors que les contacts 18 et 19 sont normalement fixes, ils sont montés de préférence sur les extrémités intérieures de vis 20 et 21, montées respectivement dans des éléments fixes 22 et 22', de sorte qu'on peut régler la position des contacts dits "fixes". On comprend sans peine que, lorsque la tempé- rature de l'air qui entoure la barre 9 monte ou baisse, cette barre s'infléchit ou se courbe dans un sens ou l'autre. Par
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exemple, si la température atteint en montant une valeur déterminée, la barre peut s'infléchir de façon à amener le plot mobile 16 en contact avec le plot fixe 18 et inversement, si la température s'abaisse suffisamment, le plot 17 vient en contact avec le plot 19.
Il doit être entendu que les fils du circuit (dont il sera question ci-après) aboutissent à des bornes situées derrière le fond 2, ces. fils venant res- pectivement des contacts fixes 18, 19 et de la portion extrême relativement fixe de la barre .
La portion extrême 10 de la barre thermostatique peut être considérée comme fixe, en ce qui concerne les mouvements de cette barre sous l'effet des variations de la température atmosphérique, mais pour régler la température à laquelle le thermostat doit fonctionner, on fait osciller la barre toute entière dans un sens ou dans l'autre en faisant mouvoir le point d'attache pivotant 12, sur lequel l'extrémité relativement fixe de la barre 2 est fixée.
Le dispositif de réglage perfectionné comporte une seconde barre thermostatique 23, dont l'extrémité inférieure 24 est fixée sur un bloc 25 en saillie sur la plaque de fond et la portion extrême supérieure, libre 26 de cette barre thermostatique est réunie à une vis de réglage 27, se vissant à travers un bloc 28, réuni à l'élément d'attache 12. Il est évident que, lorsque la barre thermostatique auxiliaire 23 s'infléchit dans un sens ou dans l'autre, elle fait mouvoir, par l'intermédiaire de la vis 27, l'élément d'attache 12 et règle ainsi la position du thermostat principal 9 consi- déré dans son ensemble. On donne à la tête 29 de la vis 27 une position commode permettant d'effectuer un réglage permanent ou exécuté' à l'usine, en tournant la vis 27.
En ce qui concerne le fonctionnement automatique, on peut considérer
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l'extrémité libre 26 du thermostat auxiliaire 23 comme en liaison fixe avec l'extrémité relativement fixe 10 du ther- mostat principal ±, et en fait ces deux thermostats peuvent être considérés comme des parties du même dispositif ther- mostatique, ou pourraient être des parties de la même barre thermostatique.
Un élément de chauffage électrique est combiné in- timement avec le thermostat 23; cet élément de chauffage a de préférence la forme d'une spirale 30 enroulée autour de la barre thermostatique et dont les extrémités sont réunies respectivement aux vis 31 et 32 qui traversent la plaque de fond 2, de sorte que les connexions du circuit qui l'ali- mente peuvent se Faire commodément derrière l'instrument.
Le thermostat 23 et l'élément de chauffage 30 sont enfermés dans la chambre 33, formée par le boîtier isolant 14, dont il a été question ci-dessus. Ce boîtier 14 peut être métallique, mais est de préférence en une matière possédant de bonnes propriétés isolantes, de façon à limiter autant que possible la quantité de chaleur trans- mise à travers Le boîtier et à localiser l'action de l'élé- ment de chauffage sur le thermostat 23, tandis qu'en même temps il protège ce -thermostat contre l'effet des courants d'air qui font fonctionner le thermostat principal 9.
Le boîtier 14 est fixé de préférence sur la plaque de fond 2 ou moyen des vis 34 et 35 et comporte une fente 2.2.- dans un de ses côtés, destinée à laisser passer la vis 27 ou le bloc 28, un élément 37 faisant saillie en avant sur la plaque de fond 2 et fermant la portion intérieure de cette fente, de sorte que le passage ou l'ouverture restante dans le boîtier 14 soit juste suffisante pour que le mouvement nécessaire de
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la liaison flexible entre le thermostat intérieur µ et l'élément d'attache 12 puisse s'accomplir.
En s.e reportant maintenant au diagramme des con- nexions de la figure 4, on voit que les fils 38 et 39 du circuit aboutissent aux contacts fixes 18 et 19 respective- ment, 'tandis qu'un troisième fil 40 aboutit à la barre ther- mostatique et de là aux plots mobiles 16 et 17. Si on suppose que la barre thermostatique 2 est construite de façon à s'infléchir vers la droite à son extrémité supérieure, lorsqu'elle est chauffée, les plots 16 et 18 viennent en con- tact lorsqu'une certaine température maximum déterminée est atteinte, de façon à fermer un circuit entre les fils 38 et 40; et on peut supposer que, par l'intermédiaire d'un certain mécanisme de contrôle approprié, ce circuit provoque la mise en marche d'un dispositif de refroidissement ou la mise à l'arrêt'd'un dispositif de chauffage.
Inversement, .lorsque la température du thermostat 2 s'abaisse de façon que les plots 17 et 19 viennent en contact, un circuit se ferme entre les fils 39 et 40 et provoque la mise à l'arrêt d'un dispositif de refroidissement ou la mise en marche du .dispositif de chauffage. Ou bien, la connexion du circuit à l'un des contacts (par exemple le contact 19) peut être supprimée, et on peut se servir seulement des contacts 16 et
18 pour établir ou couper le circuit entre les fils 38 et 40 et arrêter ainsi ou mettre en marche le mécanisme contrôlé.
Le circuit de chauffage alimentant l'élément de chauffage auxiliaire 30 consiste dans le fil 41 venant d'une des bornes d'une source de courant 42, le contact mobile 43 du rhéostat oû résistance variable 44, le fil 45 réunissant la résistance 44 à une des bornes de l'élément de chauffage
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30 et le fil 46 de retour à la source de courant 42.
On voit donc qu'en réglant la position de contact 43 du rhéos- tat, on fait varier l'intensité du courant passant dans la spirale 30 et par suite on règle la quantité de chaleur fournie pour déterminer l'amplitude du mouvement de flexion ou d'inclinaison du thermostat 23 dans un sens ou dans l'autre faisant einsi mouvoir l'élément d'attache pivotant 12, de façon à régler la position du thermostat principal 1 dans son ensemble pour une température atmosphérique donnée quel- conque. On peut donc régler de-cette manière à un moment quel- conque la température à laquelle le contact s'établit entre l'une ou l'autre paire de plots 16-18 ou 17-19 simplement en réglant l'intensité du courant qui alimente l'élément de chauffage auxiliaire 30.
Le boîtier isolant 14 tend à réserver la chaleur dégagée par l'élément de chauffage auxiliaire au thermostat secondaire 23,tandis qu'en même temps, il protège ce ther- mostat de réglage contre l'accès des courants d'air variables qui circulent à travers le boîtier extérieur 4. Dans ces conditions le thermostat principal 2 fonctionne autant que possible, seulement sous l'effet des variations de température de l'atmosphère du local ou autre espace dans lequel le ther- mostat est placé, tandis que le thermostat de réglage auxi- liaire 23 fonctionne seulement sous l'effet de la chaleur auxiliaire fournie par l'élément de chauffage électrique 30.
De préférence des freins magnétiques ayant la forme d'aimants permanents 47 et 48 occupant une position réglable sont placés à côté des faces opposées de la portion extrême mobile de la barre thermostatique . Par exemple l'aimant 47 est placé de façon que, lorsque les plots 16 et 18 sont en contact, la
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barre thermostatique soit amenée très près des'pôles de' l'aimant 47 et soit ainsi fortemenb attirée en maintenant ainsi les plots 16 et 18 en contact, jusqu'à ce qu'une variation de température appliquée à la barre exerce un effort suffisant sur cette barre en sens inverse, pour dé- truire l'attraction magnétique et séparer les plots 16 et 18.
On évite ainsi les mouvements de battement des contacts et les mouvements d'ouverture et de fermeture des circuits de con- trôle trop répétés.
Le même type de mécanisme de réglage peut être appliqué de la même manière à d'autres types d'instruments de contrôle, par exemple à un humidostat.
Ainsi qu'il a déjà été dit, le dispositif de liaison, représenté à titre d'exemple entre les deux éléments thermostatiques 23 et 9 et qui consiste dans la vis 27, le bloc 28 et l'élément d'attache 12, peut prendre un grand nom- bre de formes variées et sert principalement de moyen per- mettant de réaliser un réglage permanent entre ces deux élé- ments (généralement un réglage effectué à l'usine). Toutes ces pièces pourraient être supprimées et les deux éléments thermostatiques réunis d'une manière fixe, ou formant un ensemble, les principes de l'invention étant appliqués dans leur acception la plus large.