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chauffe-eau électrique à circulation.
La présenta invention concerne un chauffe-eau élsctrique du type à circulation comprenant des enroulements chauffards baignés directement par l'eau. Dana de tela appareil il est connu de raccorder ensemble les enroulements chauffants qui baignent dans l'eau,en un point électriquement neutre dans la zone d'entrée et de sortie, par exemple au point central de l'étoile dans le cas d'un branchement sur courant triphasé.
Cette disposition présente l'avantage que dans des conditions de fonctionnement normales, il ne se produite à l'entrée com- me à la sortie de l'eau, aucun potentiel électrique de sorte que les personnes qui, à l'emploie entrent en contact avec . l'entrée ou avec la,sortie ne risquent pas d'être incommodées par un courant électrique.
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Dans le cas d'une édification du rapport entre les en- roulements, par exemple en cas de rupture de l'un des enroulement* chauffants, des tensions électriques dangereuses peuvent cependant apparaitre à l'entrés et à le sortie de l'appareil, étant donné qu'alors il n'y a plus de point neutre.
Il a déjà été proposé de prévoir entre l'entrée et la .ortie, d'un coté et pour le système d'enroulements chauffante réuni au point étoile une résistance électrique de protection sous la forme de résistances de colonnes d'eau qui ont pour effet un abaissement du potentiel dans le cas où, à cause d'une rupture d'un enroulement, une tension apparaît au point neutre centre du branchement en étoile. Cependant de telles résistances de protec- tion augmentent la résistance à l'écoulement à travers le système de circulation d'eau. D'autre part, elles doivent être dimension- nées en fonction de la conductibilité différente de l'eau au lieu d'emploi de l'appareil.
L'invention a pour but d'assurer une plus grande sécurité dans le cas où, en raison de variations de la résistance, par exemple par rupture d'un des enroulements chauffants, le point de jonction de)) enroulements agissant comme point électriquement neutre, devient conducteur de tension, t'appareil de l'invention est caractérisé notamment par un relais de sécurité branché sur le point neutre électrique et par lequel, en cas d'apparition d'un courant dérivé, cet produit une aise hors circuit des enrou- lements chauffants.
Par l'emploi d'un tel relais de sécurité, non seulement on peut renoncer aux résistances de protection, étais encore on obtient que le courant de chauffage, en cas d'accident, est auto- matiquement interrompu, l'emploi de l'appareil, lors d'une ruptu- re d'enroulement étant rendu impossible.
Suivant un mode de réalisation de l'invention, le relais de sécurité est branché entre le point neutre électrique et la terre. Ceci suppose qu'on dispose d'une mise à la terre sans dé- fauts. Pour avoir cette garantie, il est prévu, suivant l'inven-
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tien, de brancher entre une partie sous tension de l'appareil et la terre, un relais de sécurité à la masse qui est relié à loin- terrupteur de courant, de telle sorte qu'une fermeture de circuit par l'interrupteur ne soit possible que si ce relais de sécurité à la terre est excité.
Cette disposition peut être -réalisée de manière simple en constituant le relais de sécurité à la terre par un disjoncteur raccordé à la conduite de mise à la terre et qu'on peut mettre en circuit au moyen d'un contacteur auxiliaire.
La tension est donc alors mise en circuit directement par un disjoncteur mis à la terre qui ne s'accroche que si la mise à la terre est sans défauts. Dans le cas de chauffe-eau électrique à circulation, le contacteur auxiliaire pour la mise en circuit du disjoncteur est actionné par un contacteur à pres- .ion d'écoulement agissant comme interrupteur de sécurité de an- que d'eau, tandis que, jusqu'à maintenant, dans de tels appareils, le contacteur à pression d'écoulement met en circuit directement la tension de chauffage...
Mais on peut également prévoir que le contacteur de ten- sion est verrouillé dans la position de coupure de circuit et que ce verrouillage est libéré par excitation du relais de sécurité à la terre. Il est alors nécessaire, avant de manoeuvrer le con- tacteur de tension, de fermer un interrupteur auxiliaire qui met en circuit le relais de sécurité à la terre. On peut éviter l'em- ploi d' un tel interrupteur auxiliaire, si le contacteur de ten- sion présente une zone de manoeuvre morte et un contact prélimi- naire pour la mise en circuit du relais de sécurité à la terre.'
On peut également insérer le relais de sécurité dans une canalisation de liaison entre deux points neutres électriques.
Cela est directement possible lorsque le système d'enroulements chauffants est branché en pont ou lorsque dans le cas d'un bran. chement au courant triphasé il est constitué par deux systèmes partiels montés en étoile.
On peut aussi former artificiellement un second point d'étoile dans le cas de trois enroulements chaut- tants disposés dans des canaux de chauffage séparés et réunis à
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un point centre d'étoile. Cela est réalisé en réunissant au second point d'étoile des éléments conducteurs électriques qui sont dis- posés dans les canaux de chauffage prolongés, de telle sorte qu'en* tre les bornes de branchement de phases des enroulements chauffants et les éléments conducteurs, des résistances à colonne d'eau se trouvent interposées.
Dans un tel mode de montage électrique, dans lequel le relais de sécurité se trouve dans une canalisation de liaison entre deux points neutres électriques, ce relais ne peut pas s'accrocher lorsque les mêmes tensions fautives se produisent aux deux points neutres, ce qui est par exemple le cas lors de la coupure d'une phase. Pour obtenir une sécurité, même dans ce cas, on peut, lors de l'emploi comme contacteur de tension d'un disjoncteur comman- dant les trois phases, adopter une disposition telle que le cir- cuit de courant du disjoncteur raccordé à deux des canalisations de phases $ et T ferme, par l'intermédiaire d'un contact de tra- vaal, un relais qui est alimenté par la troisième canalisation de phase R. Dans le cas de défaillance d'une phase, le contacteur de tension ne peut pas s'accrocher.
Dans les chauffe-eau électriques à circulation, pour des raisons de sécurité, il est nécessaire de prévoir une coupure au- tomatique de la canalisation électrique de chauffage en cas de sur. chauffe de l'appareil. Dans ce but, il est connu de disposer dans la conduite de sortie d'eau, un thernostat qui actionne mécanique- ment un interrupteur de coupure. Suivant une autre caractéristique de l'invention, on obtient une protection à l'égard de la surchauffe en se servant du relais de sécurité. Pour cela, un thermomètre à contact électrique, placé dans la conduite de sortie d'eau, est branché à l'une des phases, son contact étant relié à une borne médiane du relais de sécurité.
De cette manière, le relais de sé- curité répond non seulement aux courants dérivés vagabonds, mais encore il s'accroche dans le cas de dépassement d'une limite de température déterminée au thermomètre à contact.
L'invention s'étend également aux caractéristiques résul-
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tant de la description ci-après et des domina joints, ainsi qu'à
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leurs combinaisons possibles. La description se rapporte$ à titre d'exemples non limitatifs, à trois mode, de réalisation de l'in- vention représentés aux dessins annexés dans lesquels t
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fie. 1 montre schématiquement un chauffe-eau électrique à circulation avec un interrupteur de sécurité dans la canalisation
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de mine à la terre et un gelai de sécurité de mise à la terre du contacteur de tension fig. 2 montre également schématiquement le même appareil avec un relais de sécurité de mise à la terre de forme différente)
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fig.
) montre un chauffe-eau électrique à circulation avec un interrupteur de sécurité entre deux points neutres électriques et un relais de sécurité pour défaillance de phase.
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Dans un corps en matériau isolant A est prévu un canal de circulation ± entre une entrée d'eau et une sortie d'eau 3, canal
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dans lequel sont montés trois enroulements chauffants ±, .1!. et 2 directement baignés par l'eau et contenus dans trois canaux séparés % J2 et,. Au voisinage de l'entrée g et de la sortie 1# .Les enrou- lements chauffants sont branches en commun à un point étoile 2. Les extrémités libres des enroulements , j±t J5± peuvent être raccor- dées aux phases ±.±#.±# d'un réseau de courant triphasé au moyen d'un contacteur de tension à trois pales 13.
Le contacteur de tension 13 est constitué par un disjonc- teur dont la bobine 14 est raccordée d'un coté à la canalisation
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de terre 7 et de l'autre c8té à la phase X à travers un contact auxiliaire jj qui est actionné par un interrupteur à pression d'écoulement 16, agissant de manière connue comme sécurité à l'égard de manque d'eau.
Si le contact auxiliaire 15 se ferme lors de l'écoulement
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de l'eau à partir du réservoir à écoulement sous pression M. la bobine 14 ne sera excitée que s'il existe une mise à la terre sans,
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défauts 7. C'est seulement alors que le contacteur de tension 11 ' sera mis en circuit et que l'eau sera chauffée par les enroulements .S J5i il baignés par le courant de circulation d'eau.
L'appareil,
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ne peut donc être mis en service que s'il existe une aise la terre.20 Si, lors de l'installation, on a oublié la prise de terre
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1# on ne peut pas mettre en circuit le contacteur de tension Il* La mise en circuit des phases B'J8'' 'effectue au moyen d'un Inter- rupteur de sécurité .2 à trois pôles placés sous l'influence d'un ressort 8 et qui est verrouillé en position de fermeture de circuit par un cliquet 12. Ce cliquet peut être décroché par un relais de sécurité Il¯ qui est monté entre le point d'étoile 2 et la prise de terre 7.
Dans la conduite de sortie d'eau lest disposé un ther- momètre à contact 11 qui peut être raccordé en même temps que
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l'enroulement 2 à. la phase 11, Le contact 1&! de ce thermomètre qu'on peut régler sur une température déterminée est relié à une
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borne médiane 12. du relais de sécurité 11.
En service norme I, après fermeture de circuit par le con- tacteur de tension 11, Ji commandé par l'interrupteur de pression d'écoulement d'eau 16, le point étoile 6 est effectivement un point électriquement neutre, de sorte qu'aucun potentiel ne se ma- nifeste ni à l'entrée ni à la sortie d'eau 3. Si cependant l'un
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des enroulements chauffants le 1!,t 2 vient à se rompre, il en résulte au point étoile 6, une tension qui a pour conséquence le passage d'un courant dérivé vers la terre 7. Ce courant dérivé
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excite le relais de sécurité 11 qui libère le verrouillage 12 de l'interrupteur de sécurité %, de telle sorte que la tension de chauffage est interrompue et l'appareil se trouve aussitôt hors
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service avant eue la tension au point étoile 2 ait pu provoquer des accidents.
Le relais de sécurité 11 est également décroché dans le cas où la température de l'eau dans la conduite de sortie 1 dé- passe la température maximale réglée et que, en conséquence, le
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contact , du thermomètre se ferme. Il passe alors un courant de , la .phase $ du réseau à travers le thermomètre à contact 1&, JE et la partie supérieure du relais de sécurité Il vers le point d'étoi.
:'-18"-2- et A travers la partie Intérieure du relais Il jusqu'à la terre 1.--L9.1 deux -courants partiels produisent dans le relais de .éc1té Il la même polarité que celle du courant dérivé, de telle
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sorte que le relais se ferme même lorsque le contact en .8' est fermé et l'Interrupteur de sécurité* $, d l,eudle, Une remise en circuit de l'interrupteur de sécurité ± ne peut être opérée qua après réparation de l'appareil en l'actionnant à la main.
Dans L'exemple de réalisation représenté dans la fig. 2, on voit un contacteur de tension lQ qui est actionné directement par l'interrupteur de pression d'écoulement Z1 agissant comme sécurité à l'égard du manque d't1au. Cependant, le contacteur de tension îà ont VerroulII6 rilns 94 position de coupure du ensuit lU 1llOYlfi du liez U d'un* I1rnm Lure de 1'111'41; .::i- Le relais de séctuité de mine à la terre 4i qui attire 1 'armature 24 pour supprimer le verrouillage du contacteur de ten- lion 20 est relié, d'une part, à la canalisation de mine à la
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terre 2 et$ d'autre part, à un contact auxiliaire du conta--tuur de tension 2±).
Le verrou 21 du contacteur 22 est disposé de telle sorte que le contacteur.. dans sa position de coupure de circuit présente une course morte dans laquelle le contact auxiliaire se trouve fermée mais non pas les contacts de tension. Lorsque l'interrupteur de pression d'écoulement 21 l'accroche.. il se pro- duit d'abord un déplacement mort jusqu'à la fermeture du contact auxiliaire 22. Si à ce moment, le relais de sécurité de mise à la terre 25 s'accroche en raison d'une bonne conductibilité à la terre, le nez de verrou 11 se dégage et le contacteur de tension 20 peut @ être amené plus loin à la position de fermeture de circuit par !
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l'interrupteur de pression d'écoulement ,,3,.
Si, par contre, le relais ne s'accroche pas, en raison d'une mise à la terre 2 défectueuse le nez de verrou 23 s'oppose à la fermeture du contacteur de tension.
Dans l'exemple de réalisation représenté à la tige 3, le relais de sécurité 11 au lieu d'être raccordé à la canalisation de mise à la terre,7 est raccordé à un second point d'étoile 6' auquel
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sont branchés les trois éléments conducteurs 6¯, 2 ' et 6.
Ces éléments sont disposés dans les canaux de chauffage prolongés â*i*J6 de telle manière que, entre les extrémités des enroulements qui sont
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raccordées aux phases ±#µ#±., se trouve à chaque fois une colonne
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d'eau a', b', c' formant résistance électrique. Ces trois résistances à colonne d'eau a', b', c' sont branchées en commun au point d'étoile 6' par l'intermédiaire des éléments conducteur* 26, 26' et 26" et le point 6' constitue un second point neutre du système.
En cas de rupture d'un des enroulements 5', 5", un courant dérivé passe du point neutre 6 à travers le relais de sécurité 11 vers le point neutre 6', courant qui décroche l'interrupteur de sécurité 9.
Le fôle du thermométre à contact 18, 18' est ici identique à celui sécfit à propos du premier exemple de réalisation.
La bobine lé du contacteur de tension à trois pôles 13 est branchée d'un côté à la phase T du réseau et de l'autre côté à la phase S par l'intermédiaire d'un contact de travail 27 d'un relais 28. Le relais 28 est monté entre la phase 8 et la phase ± du réseau.
Son circuit de courant excitateur est fermé par un contact auxiliai- re 15 qui est actionné par l'interrupteur à pression d'écoulement 16.
Le contacteur de tension 13, 14 ne peut être mis en position de fermeture du circuit par l'interrupteur de pression d'écou- lement 15, 16 que si le relais 28a fermé le contact de travail 27, c'est-à-dire si les phases R et 8 ne sont pas défaillantes. Le contacteur de tension 13, 14 ne s'accroche cependant que si également la phase % n'est pas défaillante* De cette manière, on est assuré que, aussi bien en cas de défaillnnce d'une phase qu'en cas de rupture d'un enroulement chauffant, le système de sécurité électrique entrera en action.