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La présente invention concerne les dispositifs de commande de température,et plus particulièrement les thermostats du type mural qui servent à commander automati- quement la température des pièces d'une maison.
Dans les dispositifs de ce genre, il était courant jus- qu'à présent d'utiliser un'élément bimétallique actionnant un interrupteur en réponse aux variations de température du milieu ambiant.Cet interrupteur est généralement connecté dans un circuit électrique pour commander ltexcitation d'une valve à solénolde,qui commande l'arrivée du combustible à un brûleur.L'interrupteur peut être du type à contacts décou- verts ou du type étanche à mercure, suivant les systèmes utili- sés.
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Le système utilisé avec le thermostat peut être du type à générateur pilote ou du type à excitation par le secteur électrique.Dans le premier système, le courant engendré par un dispositif thermoélectrique est suffisamment amplifié pour actionner une valve à solénoide, dont l'excitation est commandée par -le thermostat.Dans le système à excitation par le secteur électrique, le solénoïde est actionné par le vol lège du secteur et le thermostat est connecté dans le circuit du solénolde pour commander l'excitation de celui-ci.Les ther- mostats comportant des interrupteurs du type à contacts décou- verts sont généralement satisfaisants dans un système à exci- tation par secteur électrique,
puisqu'on utilise alors un voltage relativement élevé.Les systèmes à générateur pilote utilisent au contraire un voltage extrêmement faible et le courant pilote de sortie est par conséquent réduit. La consi- dération du voltage,qui est inférieure à 1 volt,indique que les interrupteurs à contacts découverts sont indésirables,à cause de la résistance variable au point de coupure et de l'accu- mulation de la poussière. Les interrupteurs à mercure qui ne sont pas soumis à de telles variables, conviennent généralement mieux pour les systèmes à générateur pilote que les interrup- teurs à contact ouvert.
Cependant, plusieurs inconvénients ont limité l'emploi des interrupteurs à mercure dans les systèmes à générateur pilote.Le facteur de limitation le plus gênant réside dans les dimensions nécessaires qu'il faut donner à l'élément bi- métallique pour actionner l'interrupteur à mercure.Pour réa- liser le meilleur échange de chaleur.entre l'élément bimétal-
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lique et l'air environnant, il est nécessaire de limiter la masse de cet élément à la valeur la plus petite suffisante pour exécuter le travail désiré, à l'intérieur des limites prescrites pour les écarts de température et le taux de trans- fert de chaleur.
Une lame rectiligne et bimétallique, mince et large, donne généralement la réponse optima.Cependant,une lame rectiligne ne permet pas d'obtenir un élément petit et compact.Une la courbe repliée, en forme de fer à cheval ou d'hélice,permet de réaliser un élément plus petit, mais la qualité de la réponse est partiellement.perdue avec une telle lame, parce qu'une partie de l'élément bimétallique est mas- quée par une autre partie de celui-ci.comme dans une lame enroulée en spirale.
Si l'on veut monter directement l'interrupteur à mère- ; sur l'élément bimétallique, il faut donner à celui-ci une largeur et une épaisseur le rendant capable de supporter correctement le poids de l'interrupteur.Il en résulte que 1. élément bimétallique est alors relativement épais et possède une longueur considérable,:
d'où la nécessité de l'emploi d'une spirale.Les spires de celle-ci sont nécessairement rapprochées les unesdes autres et l'air environnant ne peut donc pratique- ment accéder à l'élément que sur les bords de celui-ci.La masse d'un tel élément en spirale est nécessairement plus grande que celle qui est nécessaire pour produire le mouvement désiré et exécuter le travail voulu en déplaçant l'interrup- teur, dans le cas où la charge de celui-ci n'est pas portée par l'élément bimétallique.
Les thermostats courants utilisant des interrupteurs à
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mercure comportent généralement, soit un élément bimétallique en spirale, soit un élément bimétallique rectiligne d'une longueur considérable, et ces deux types d'éléments présen- tent les inconvénients décrits ci-dessus.
L'invention a pour but de supprimer les inconvénients du thermostat à interrupteur à mercure en reliant indirecte- ment l'élément bimétallique et l'interrupteur à mercure, de manière à ne pas faire supporter le poids de celui-ci à 1 élément bimétallique.
L'invention se propose également de monter un élément bimétallique et un interrupteur à mercure de manière que la surface presque tout entière de l'élément soit exposée direc- tement à l'air environnant.
L'invention a aussi pour but d'incorporer à un thermos- tat mural un dispositif perfectionné de réglage permettant de régler un élément thermostatique sans affecter l'étalonnage de celui-ci.
Le thermostat mural conforme à l'invention comprend d' autre part un nouveau type de réchauffeur pour fournir une chaleur auxiliaire à l'élément répondant à la température.
L'invention réalise également un nouveau thermostat à contact à mercure comportant un nombre minimum de pièces.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, un élément bimétallique en forme d'U est monté sur un support articulé sur un socle approprié.Un interrupteur à mercure, relié à une extrémité de l'élément bimétallique,est disposé ere les branches de cet élément et est articulé sur le sup-
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port.Un réchauffeur d'anticipation est prévu pour chauffer l'élément bimétallique;il est connecté dans un circuit élec- trique avec 'interrupteur à mercure de manière à pouvoir être excité par celui-ci. Un dispositif de commande manuelle est prévu pour faire tourner l'assemblage du support, de l'élément bimétallique et de l'interrupteur à mercure, de manière à modifier la position angulaire de cet assemblage.
D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre.Cette description se réfère au dessin annexé, sur lequel: la figure 1 est une vue latérale du dispositif de comman- de conforme à l'invention, le couvercle étant coupé; la figure 2 est une vue de face du dispositif de commande le couvercle étant enlevé; la figure 3 est une vue inférieure en plan du dispositif de commande, le couvercle étant coupé; la figure 4 est une vue de face représentant un autre mode de réalisation de l'invention, le couvercle étant enlevé; la figure 5 est une vue de'face représentant un troisième mode de réalisation de l'invention, le couvercle étant enlevé;
Si l'on se réfère plus particulièrement aux figures 1 et 3, on voit'que le thermostat comprend un socle 10 en matiè- re isolante, sur lequel on peut fixer un couvercle approprié 12 par un moyen convenable quelconque.Ce couvercle 12 est muni d'évents sur la face avant et les faces latérales pour permet- tre la circulation de l'air à travers l'intérieur du thermostat
Si l'on se réfère maintenant à la figure 2,qui représente le thermostat de face, on voit que le mécanisme de commande
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comprend un organe principal de support 18 artioulé sur le socle 10 au moyen d'un pivot 20 autour duquel il peut os- ciller.L'organe 18 définit un support 22 d'une configuration générale en forme d'U;
ce support 22comporte une branche 24, écartée du pivot 20 par la partie médiane du support,de ma- nière à définir l'extrémité de cette branche un deuxième pivot ou pivot supérieur 26 aligné axialement avec le pivot 20
Un deuxième support pivotant 30, ayant généralement un:: configuration générale en forme d'U comporte des branches disposées entre les branches du support 22;l'une des branches du support 30 est articulée sur le pivot supérieur 26, tandis que son autre branche est articulée sur le pivot inférieur 20 Le support 30 peut pivoter autour de l'axe défini par les pivots 20,26,et peut donc tourner par rapport au support 18.
Un support 32,comportant plusieurs pinces élastiques espacées 34, est fixé sur la branche inférieure du support 30 de manière à pivoter avec celui-ci.Un interrupteur à mercure 36 est supporté entre les pinces élastiques 34;il est maintenu dans une position fixe, par rapport au support 30, par la for ce élastique des pinces 34. U bras 38 formé sur le support 30 s'étend à partir de celui-ci de manière à définir une partie 40 rabattue, qui est munie d'un bec 42.Ce bec 42 est disposé dans une fente appropriée prévue dans une extrémité d'une biellette 44;il relie avec jeu la partie rabattue 40 et la biellette 44.
L'autre extrémité de la biellette 44 s' étend latéralement à partir de la partie rabattue 40 ; elleest reliée d'une manière analogue avec un certain jeu à une
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branche 48 d'un élément thermique et bimétallique 50 ayant la forme générale d'un U.
L'élément bimétallique et thermique 50 est formé par des métaux courants et différents,qui modifient la forme de l'élé ment 50 en réponse aux variations de température* Conformément à la présente invention, l'élément bimétallique 50 est disposé de manière à enfermer presque entièrement l'interrupteur à mercure 36 et de manière que sa surface tout entière soit ex- posée à l'air ambiant dans le but de rendre le dispositif plus sensible aux changements de température dans la salle.
En disposant l'interrupteur à mercure 36 entre les branches 48,53 de l'élément bimétallique 50, comme sur le dessin, on augmente sensiblement la sensibilité du dispositif .
La branche 52 de l'élément bimétallique 50 est fixée par un moyen appropriée par exemple par des rivets 54, ,sur un support 56 défini par l'organe principal de support 18 Ainsi, une branche de l'élément'bimétallique 50 est fixe' l'organe de support 18,et son autre extrémité est reliée par la biellette 44 au support pivotant 30 Les dispositions sont telles, qu'une augmentation de la température de l'élé- ment bimétallique 50 déforme la branche 48 en l'éloignant de la branche 52 et déplace ainsi vers le bas la biellette 44 (figure 2),qui fait pivoter le support 30 et ltinterrupteul à mercure 36 dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre.
Pour réaliser un réglage plus uniforme de la température, on utilise un réchauffeur d'anticipation 58,qui est disposé entre le support 56 et la branche 52 et qui peut être con-
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necté dans un circuit électrique avec l'interrupteur à mercure
36 de manière que son excitation soit commandée par ce der- nier.Quand l'élément de chauffage 58 est excité par le fonc- tionenment de l'interrupteur à mercure 36,il transmet de la chaleur à l'élément bimétallique 50, pour accélérer son action et pour anticiper effectivement sur la condition de tempéra- ture existant dans la salle.Les réchauffeurs d'anticipation de ce type sont bien connus des techniciens et on n'a pas jugé nécessaire de les décrire davantage ici.
Pour permettre de racler la position angulaire du sup- port 18, en vue de faire varier la tempérture à laquelle les dispositifs répondront, on prévoit sur ce support prin- cipal 18 deux bras 60,60. Un levier 62 est articulé sur le socle 10 par un pivot 64; il comporte un excentrique 66 dis- posé entre les bras 60,60 et engagé contre cuex-ci Lextrémité libre du levier 62 s'étend à l'extérieur du socle 10 et du couvercle 12 de manière qu'on puisse la manipuler à la main.
Le socle 10 porte un organe gradué approprié 68;à l'extrémité supérieure de celui-ci se trouve une graduation en degrés de température correspondant à la marge de températures dans laquelle le thermostat doit fonctionner. L'extrémité du le- vier 62 s'étend légèrement au delà de l'organe gradué 68 et peut porter un index de repérage susceptible de s'aligner respectivement avec les différents traits de la graduation de l'organe 68.
Si l'on fait tourner à la main le levier 62, l'excen- trique 66 tourne autour du pivot 64 et fait tourner le sup- port 18 autour du pivot 20.Puisque l'élément bimétallique
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50, l'interrupteur à mercure 36 et le support 30 sont montés en réalité sur 16 support 18, on voit que la rotation de celui-i modifie la position angulaire de l'assemblage de 1' élément bimétallique 50, de l'interrupteur 36 et du support
50. La variation de la position angulaire de l'interrupteur à mercure 36 modifie le mouvement que doit effectuer l'élément bimétallique 50 pour réunir les contacts à l'intérieur de 1; interrupteur 36, et par conséquent la température à laquelle répond le dispositif.
Le socle 10 est muni de, trois bornes 70,72 et 74 permet- tànt de connecter le thermostat dans un circuit électrique.
Pour le fonctionnement normal, un côté de l'élément de chauf- fage 58 est connecté à la borne 70 par un fil conducteur 76, et l'autre côté de l'élément 58 est connecté à la borne 72 par un fil conducteur 78,Un fil conducteur 80 connecte la bor- ne 72 à une borne de l'interrupteur à mercure 36, et un autre fil conducteur 82 connecte l'autre borne de l'interrupteur à mercure à la borne 74.
Pour faire fonctionner le dispositif représenté sur les figures 1,2 et 3, on peut connecter les bornes 70,74 respec tivement à des fils 11,12 pouvant être alimentés en courant par un secteur de distribution, un thermocouple ou une pile thermoélectrique.Le socle 10 peut être fixé d'une manière ap- propriée sur un mur de la raison dans laquelle on veut instal--
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ler une commande thermostatique.
Sur la figure 1, le levier 62 est placé dans la partie médiane de la marge de température :indiquée sur l'organe gradué 68. On suppose maintenant que la température de la salle,dans Laquelle se trouve le thermostat,correspond à la
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température indiquée par l'organe gradué 68. On comprend que l'interrupteur à mercure 36 se trouve en position d'ouverture, et qu'aucun courant ne passe de la borne 72 à la borne 74.
L'élément de chauffage 58 étant connecté en série avec l'inter- rupteur à mercure 36 n'est pas excité et la température, de l'élément bimétallique 50 est sensiblement la même que la tem- pérature de la salle.
Si la température de la salle diminue, l'air circulant travers le thermostat produit une baisse correspondante de la température de l'élément bimétallique 50 et la branche 48 de cet élément s'infléchit vers le haut de manière à faire pivoter le support 30 et l'interrupteur à mercure 36 dans le sens des aiguilles d'une montre, jusqu'à une nouvelle posi- tion angulaire. En pivotant, l'interrupteur à mercure 36 réu- nit les contacts par le mercure,de manière à exciter le cir- cuit électrique et à fournir de la chaleur à la pièce.
Après la fermeture de l'interrupteur à mercure 36, l'é- lément de chauffage 58 est également alimenté pour fournir de la chaleur à l'élément bimétallique 50 ; il en résulte que la branche 48 de l'élément 50 s'infléchit vers le bas et fait tourner l'interrupteur à mercure 36 dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre,jusqu'au moment où cet in- terrupteur s'est suffisamment incliné pour ouvrir ses contacts.
De cette manière, les contacts s'ouvrent plus rpidement qu'à l'ordinaire,c'est-à-dire,en l'absence de l'élément de chauffa- ge 58. Ainsi, cet élément anticipe sur la condition de tempé- rature de la pièce et empêche un dépassement de la température 'de réglage.
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On comprend que le fil conducteur Ll peut être connec- té facilement à la borne 72,si l'on veut supprimer du cir- cuit l'élément de chauffage 58 et renoncer à l'effet d'anti- cipation de cet élément.
Il faut noter que la nouvelle position de l'interrup- teur à mercure 36 entre les branches 48,52 de l'élément bimétallique 50 permet de soumettre sensiblement la surfa- ce tout entière de l'élément 50 à l'air circulant à travers le thermostat.Cette disposition nouvelle rend le dispositif plus sensible et augmente considérablement le nombre de ses applications,
Le mode de réalisation représenté sur la figure 4, dif- fère de celui de la figure 1 du fait qu'un dispositif à came est prévu pour faire varier la position angulaire du suppo:.
18, et que l'élément bimétallique 50 occupe une nouvelle position pour permettre l'installation du dispositif de réglage à came.
L'élément bimétallique 50 est inversé, de sorte que sa branche 52 est maintenant fixée sur le support 18, en dessous de l'interrupteur à mercure 36,et que les bornes 70,72 et 74 sont maintenant alignées sur la partie inférieure du socle 10. L'élément de chauffage 58 est disposé sur la branche 52 comme précédemment,mais il est légèrement modifié en ce sens qu'il est collé sur la branche 52 pour réaliser un transfert maximum de .chaleur à l'élément bimétallique.
Le support 18 est muni d'un seul bras 84 ,à traves 1' extrémité duquel est vissée une vis de réglage 86.Cette vis comporte une extrémité arrondie 88 appliquée sur la surface d'une came 90. Cette came est du type à élévation constante!
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elle est fixée sur l'extrémité du levier 62,articulé par un pivot 92 sur le socle 10.La-came 90 tourne autour du pivot 92 avec le levier 62.Un ressort 94 de tension est monté en- tre un axe 96 fixé sur le soule 10 et un axe 98 porté par le bras 84,les deux extrémités de ce ressort étant fixées respectivement sur ces deux axes.La vis 86 est sollicitée par le ressort 94 de manière à s'appliquer contre la surface de la came 90 ; elle constitue donc un organe précis d'appui de came.
Si l'on fait tourner le levier 62 autour du pivot 92, la surface à élévation constante de la came 90 déplace la vis 86 en modifiant la position angulaire du support 18, et par conséquent de l'interrupteur à mercure 36 et de l'élément bimétallique 50.
La came 90 est munie également d'une partie surélevée ou bossage 100, qui s'applique sur la vis 86 quand le 'levier 62 se trouve tout à fait à l'extrémité de gauche de sourse.
Ceci permet d'incliner rapidement l'interrupteur à mercure d'un angle important, de façon qu'une grande réduction de tem- pérature soit nécessaire pour ramener l'interrupteur à sa position normale de fonctionnement;on réalise ainsi une position positive "Fermé"du dispositif.
Le fonctionnement du mode de réalisation de la figure 4 est le même que celui exposé précédemment en considérant le dispositif de la figure 1, à l'exception du dispositif de réglage. Il n'est donc pas nécessaire d'exposer à nouveau ce fonctionnement.
Le mode de réalisation représenté sur la figure 5 diffère de celui de la figure 2 du fait que l'élément
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bimétallique a la forme d'un V et qu'un dispositif diffé- rent de montage et de pivotement est utilisé pour l'inter- rupteur à mercure.
Le support 18 est articulé sur le socle 10 par le pi- vot 20 comme précédemment.Ce support 18 définit également une branche 24 munie d'un pivot 26,mais dans le présent mode de réalisation ce pivot 26 est aligné axialement avec un second pivot 26 (non représenté) porté par la partie inférieure du support 18 et se trouvant à une certaine dis- tance du pivot supérieur 26.
Le support pivotant 30 en for- me d'U est disposé entre les pivots 26.26 et peut tourner sur ceux-ci;il porte comme précédemment le support 32 de l'in- terrupteur à mercure.Ainsi, dans le présent mode de réal-' --!- tion,le support 18 tourne autour de l'axe défini par le pivot,20,tandis que le support 30 peut tourner,indépendam- ment du support 18, autour d'un autre axe défini par les pivots 26,26.
La partie rabattue 40 du support 30 est reliée à une branche 104 de l'élément bimétallique 106 en forme de V par la biellette 4-,, de la même manière que sur la figure 2.
L'autre extrémité 108 de l'élément bimétallique 106 est fixée sur un support 110 fixé lui-même sur le socle 10.
Ainsi, dans ce mode de réallisation, l'élément bimétallique est fixé à une extrémité au lieu d'être monté sur un support pivotant, comme sur les figures 1,2 et 3. le support 110 est muni également d'un prolongement 112, qui est disposé de manière qu'un prolongement 114 du support 30 puisse s'y appliquer quand le levier 62 se trouve dans sa position
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extrême de gauche, c'est-à-dire dans sa position "Fermé".
On réalise ainsi une fermeture positive en maintenant l'in- terrupteur à mercure en position d'ouverture.
Le dispositif de réglage et le dispositif de chauffage d'amplification de ce mode de réalisation sont sensiblement les mêmes que sur la figure 4 et ont été déjà décrits.
Pour faire fonctionner le dispositif représenté sur la figure 5,on connecte les bornes 70,74 respectivement aux fils Ll,L2,comme sur la figure 3.On suppose maintenant que la température de la pièce, dans laquelle se trouve le thermostat,correspond à la température indiquée par l'organe gradué 68;on comprend que l'interrupteur à mercure 36 est ouvert et qu'aucun courant ne circule de la borne 72 à la borne 74.
Si la température de la pièce diminue, l'air circulant à travers le thermostat produit une diminution correspondante de la température de l'élément bimétallique 106 et la branche 104 de cet élément s'infléchit vers la branche 108 pour entraîner labiellette 44 vers la droite et pour faire pivoter le support 30 dans le sens des aiguilles d'une montre autour de l'axe défini par les pivots 28,26.Il en résulte que l'in- terrupteur à mercure 36 s'incline suffisamment pour réunir ses contacts et pour faire passer ainsi un courant électrique qui provoque un apport de chaleur à la pièce.
Quand l'interrupteur à mercure 36 se ferme,l'élément de chauffage 58 est également alimenté et fournit de la chaleur à l'élément bimétallique 50,, comme on l'a expliqué' en considérant le mode de réalisation représenté sur les figures 1,2 et 3.
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Si on'fait tourner le levier 62 depuis sa position mé- diane jusqu'à une position correspondait au réglage d'une température plus élevée, le support 18 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre, sous l'action du ressort 94,autour de l'axe défini par le pivot 20.La rotation du support 18 fai tourner les pivots 26,26,dans le sens des aiguilles d'une montre, autour de l'axe défini par le pivot 30,en entraînant le support 30 et l'interrupteur à mercure 36 jusqu'à une nouvelle position angulaire.
L'articulation entre la partie rabattue.40 et la biel- lette 44 possède un jeu suffisant pour permettre à cette artie 40 une certaine liberté de rotation par rapport à la biellette.44,sans modifier la position de celle-ci, ou de l'élément bimétallique 106.
Si on fait tourner le levier 62 jusqu'à sa position extrême de gauche, c'est-à-dire jusqu'à sa position "Fermé", la vis 86 s'applique sur lasurface surélevée 100 pour incli- ner l'interrupteur à mercure d'un angle si important qu'une réduction considérable de température est alors nécessaire pour ramener l'interrupteur à sa position normale de fonc- tionnement. D'autre part, pour cette position du levier 62, le prolongement 112 du support 110 est appliqué contre le prolongement 114 du support 30 et réalise une fermeture positive en main tenant ce support dans sa position "Fermé".
On a représenté et décrit ici trois modes de réalisation
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1 de l'invention, mais il est évident pour les techniciens que l'invention peut être réalisée de différentes manières et- que des modifications peuvent être apportées à la cons-
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truction et à la disposition des pièces du dispositif sans sortir pour cela du domaine de l'invention.
REVENDICATIONS
1.Dispositif de commande thermostatique comprenant, en combinaison, une commande pouvant être déplacée d'une prenière position à une deuxième position, un élément thermique bimétal- lique enfermant sensiblement cette commande, une partie au moins de cet élément étant mobile et pouvant se déplacer en réponse aux variations de température affectant le dit élément, et une liaison entre la dite partie mobile et la commande pour transmettre le mouvement entre celles-ci.
2. Dispositif, suivant l,caractérisé en ce que la commande comprend un interrupteur à mercure monté pivotant et pouvant se déplacer angulairement pour commander l'arrivée d'énergie électrique, l'élément bimétallique comprenant une bande repliée pour enfermer l'interrupteur à mercure, grâce à quoi la surface à peu près totale d'un côté de la bande bimétallique est ex- po ée directement à l'air environnant.
3. Dispositif suivant 2,caractérisé par une résistance électrique susceptible de chauffer la bandé bimétallique, et un dispositif pour alimenter cette résistance/
4. Dispositif suivant 3 ou 3,caractérisé par un moyen commandé à la main qui permet de modifier la position angulaire de l'interrupteur à mercure.
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