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MAXIMILIEN NICOLS ! de GORHEZ Demande de brevet d'invention pour un système autonome ou non d'amplification dynamique de courant d'établissement et de coupure.
Objet : le présent brevet d'invention a pour but la réalisation d'un système simple d'amplification de courant d'établissement et de coupure à destination principalement des dispositifs de chauffage et de refroidissement tels que radiateurs électriques et conditionnement d'air ainsi que tout appareil ou dispositif nécessitant d'importants courants de fonctionnement et commandés ou contrôlés à partir d'un dispositif de contrôle quiconque ne permettant lui que des courants d'intensité faible.
On sait que les thermostats de chauffage en particulier ont en général un pouvoir de courant de coupure faible à cause de la fragilité de l'élément sensible de température, le but recherché dans ce cas étant la plus grande sensibilité possible aux différence de température.
En effet, certains thermostats d'ambiance de chauffage central permettent actuellement des différences de température entre l'enclenchement et le déclenchement de l'ordre du demi-degré centigrade et même moins, et ceci même en l'absence de résistance chauffante d'anticipation à l'intérieur du thermostat.
En usage"chauffage domestique"par exemple, cette sensibilité dans le différentiel oe température, couplée à une température absolue, précise et stable, est plus que suffisante mais nécessaire pour assurer un fonctionnement économique. Les brochures éditées par certaines compagnies d'électricité sont sans équivoque à ce sujet.
De plus, lorsque l'on sait que ces chauffages d'appoint sont utilisés principalement pendant les entre-saisons et que l'on connaît l'incidence d'une demi-heure de plein soleil dans une pièce généreusement vitrée et bien exposée, même en hiver, le présent brevet d'invention révèle, malgré sa simplicité et en fait à cause de celle-ci, tout son intérêt.
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Le présent brevet d'invention a donc notamment pour but de permettre aux utilisateurs de chauffage électrique d'appoint de bénéficia des avantages qu'apportent la précision des thermostats de chauffage actuels, et ceci à un prix. particulièrement avantageux grâce à la simplicité du système.
De plus, l'encombrement extrêmement réduit permet de le disposer à peu près partout sans aucune installation ni précautions spéciales, même en dessous d'un meuble, le dispositif ne dégageant aucune chaleur et n'exigeant pas de ventilation.
Ce système pâlie ainsi aux inconvénients de la plupart des radiateurs électriques actuels, leur réglage ne permettant qu'une approche très grossiers des besoins en calories d'une pièce déter- minée, et ce, même larsque les conditions extérieures ne changent pas, ce qui est rarement le cas.
Le système faisant l'objet du présent brevet et qui utilise entre autres un montage spécial permettant d'exploiter tous les avantages d'un télérupteur de puissance (celui-ci étant légèrement modifié dans une des solutions proposées) apporte la solution idéale à ce problème par le quintuple avantage suivant : - très faible coût de fabrication.
- sécurité absolue (pas de retour de courant haute tension possible vers le thermostat) - possibilité d'autonomie complète (plus ou moins deux ans en usage normal pour le modèle à piles) - très peu de dissipation de chaleur ou pas du tout (pas de possibilité d'incendie causée par un élément défectueux) - faible encombrement, placement aisé et esthétique (un fil mince
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0 trois conducteurs de 0, 1 suffit pour 15 mètres et plus) PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT 1ère solution
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Le thermostat doit obligatoirement avoir un contacteur inverseur (Ith). Lorsqu'il bascule d'une position dans l'autre, un condensateur de valeur appropriée qui a été préalablement complètement déchargé se charge à trauers la bobine d'un relais miniature RLD.
Celui-ci s'active un bref instant et le contact RLD 2 par exemple
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envoie une impulsion de courant dans le télérupteur qui bascule dans la position inverse à celle qu'il avait avant le fonctionnement de l'inverseur du thermostat. Dans le même temps, l'autre contact du relais RLD, RLD1, connecté en parallèle sur le condensateur qui doit activer RLC à l'alternance suivante, le court-circuite et le décharge complètement, celui-ci étant maintenant prêt à activer par sa charge le relais RLC lorsque l'inverseur Ith retombera dans la position inverseet ainsi de suite.
Ce même dispositif sera appliqua au relais RLC, le contact RLC1 déchargeant lui le condensateur C2 qui doit activer le relais RLD en même temps qu'il donne l'impulsion à l'inverseur par son deuxième contact RLC2.
Inconvénients.
Il se peut que, lors de réglages manuels hésitants du thermostat, deux contacts pratiquement simultanés n'inversent le télérupteur.
En dehors de ce risque d'inversion du système par un réglage manuel hésitant, le système est impossible à inverser en fonctionnement normal. Même en réglage manuel la probabilité d'inversion est extrêmement faible.
Avantages.
- Peut être transformé immédiatement pour conditionnement d'air par inversion manuelle du témoin mécanique du télérupteur.
- Peut se fabriquer à partir des éléments non modifiés Paliatif. après réglage manuel, s'assurer en poussant sur le bouton"test" que le système est resté en phase ; si le néon N, témoin de par son allumage de ce que le système est dans la position"marche"est effectivement allumé, le fait de pousser sur le bouton"test"doit se faire s'allumer la diode D. Dans le cas contraire, inverser le télérupteur manuellement au moyen de son témoin mécanique.
Le système employé par contre Four la régulation de température d'appareils d'air conditionna devra au contraire toujours être en opposition de phase, néon allumé, diode éteinte et vice versa.
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2ème solution.
La décharge du condensateur ne s'effectue plus comme dans le montage de la 1ère solution par un contact du relais qui, au moment ou il s'active, prépare la phase suivante en déchargeant le condensateur par lequel s'activera l'autre relais lorsque Ith rebasculera. Cette décharge dex condensateurs se fait directement par des contacts situés à même le télérupteur, rendant ainsi toute inuersion impossible. En fait, ce sont même ces contacts qui assureront, tout au moins au début du processus, l'activation des relais RLD et RLC. Le télérupteur en effet, comportera, en plus, du ou des contacts principaux à haute intensité de courant, connectant et déconnectant tour à tour la charge, deux contacts auxiliaires, l'un fermé, l'autre ouvert dans une position, et l'inverse, le premier se fermant et le second s'ouvrant dans la position inverse.
Ainsi, supposons l'inverseur du thermostat en position"ouvert".
Il bascule lorsque la température baisse en dessous du seuil critique, en position "fermée". A ce moment, on voit que la tension de la batterie est présente aux bornes de la bobine du relais RLC via le contact fermé STR1 du télérupteur. RLC s'active et via le contact RLC2 de ce même relais le télérupteur TR reçoit une impulsion de courant et bascule.
Le condensateur C1 en parallèle sur le contact STR1 est destiné à maintenir une fraction de seconde encore le relais RLC activé afin de permettre une
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ow impulsion suffisante que pour activer complètent le télérupteur car, si l'inertie de celui-ci est insuffisante à l'enclenchement, il y a risque d'impulsion trop courte, car dès que le télérupteur commence à basculer, il, ouvre le circuit par lequel la bobine de RLC reçoit la tension qui l'active et celui-ci retombe aussitôt, pouvant ainsi engendrer un phénomène oscillatoire.
Une autre solution serait d'avoir un écart entre contacts adéquat de façon à ce que ces contacts auxiliaires du télérupteur ne se coupent en fait que tout à fait en bout de course, dans un sens comme dans l'autre. (Les condensateurs C1 et C2 peuvent être de valeur inférieure à celle déterminée comme satisfaisante pour la 1ère solution). De toutes façons, ces valeurs sont données à titre indicatif et pourront., être modifiées en fonction des caractéristiques des autres éléments, de façon à assurer un fonction- nement optimal de l'ensemble du dispositif.
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Si au contraire l'inertie du télérupteur à ltenclenchement est suffisante même avec une impulsion très brève, les condensateurs C1 et C2 peuvent être superflus. Puisque le télérupteur a basculé, c'est maintenant au tour du. contact STR2 d'être fermé, et lorsque la température sera atteinte et provoquera le basculement de Ith en position"ouverte", le telérupteur basculera par le fait de RLD qui s'activera par le contact STR2 d'abord et pour une fraction de seconde ensuite par la charge du condensateur C2.
Une autre façon de procéder au cas ou l'inertie du télé, rupteur à ltenclenchement serait insuffisante, serait de mettre un condensateur en parallèle sur la bobine des relais RLC et RLD. Dans ce cas, au moment ou l'inverseur du thermostat bascule, le condensateur à l'instant tO de l'établissement du courant se comportera en court-circuit, la tension à ses bornes est nulle et aucun courant ne traverse la bobine du relais. Lorsque la charge partielle de ce condensateur est telle que le relais RLC (ou RLD) peut s' active.
(charge de C1 avec en série la résistance interne des piles ou de ltalimentation) provoquant le commencement du basculement du télérupteur et donc l'ouverture du contact STR1 tendant à faire retomber le relais puisque le circuit se ferme notamment par ce contact, le relais RLC se maintient et"colle"encore une fraction de seconde par la décharge du condensateur en parallèle sur la bobine du relais.
Le système est moins satisfaisant car il implique un courant important à l'instant to de l'établissement du courant, ce qui nuit et à la longévité des piles et aux. contacts du thermostat.
L'on peut partiellement palier à cet inconvénient en mettant une résistance de faible valeur en série avec le condensateur se trouvant en parallèle sur la bobine de RLC et RLD.
REMARQUES.
1) En ce qui concerne la 1ère et 2ème solution, la description du fonctionnement du système a été faite an prenant pour élément primaire (élément de commande ou de contrôle) un thermostat de chauffage. Le même raisonnement s'applique pour tout autre élément de commande ou de contrôle.
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