CH498544A

CH498544A - Circuit de chauffage pour couvertures ou coussins à chauffage électrique

Info

Publication number: CH498544A
Application number: CH909369A
Authority: CH
Inventors: Charles Owers Leonard
Original assignee: Dreamland Electrical Appliance
Priority date: 1966-10-10
Filing date: 1969-06-13
Publication date: 1970-10-31
Also published as: AU5589069A; DE1929855A1; AU426931B2; BE735359A; DE1929855B2; DE1929855C3; GB1155118A

Description

Circuit de chauffage pour couvertures ou coussins à chauffage électrique
La.présente invention a pour objet un circuit de protection électrique pour couvertures ou coussins à chauffage électrique.

On sait que pour les couvertures ou coussins chauffants on utilise des éléments de chauffe constitués par des câbles coaxiaux. Dans ce type d'éléments de chauffe un fil résistant enroulé hélicoïdalement sur un noyau isolant est recouvert d'un matériau isolant, et un second fil résistant est enroulé hélicoidalement sur la couche avant d'être lui-même recouvert d'un matériau isolant. Ce type d'élément de chauffe a été utilisé avec des circuits de protection comprenant un relais agencé pour interrompre l'alimentation de l'élément de chauffe lorsque la puissance consommée par ce dernier dépasse un certain niveau correspondant à un défaut de l'élément.

Selon la présente invention, le circuit de chauffage pour couvertures ou coussins à chauffage électrique muni d'un dispositif de protection comprend un élément de chauffe coaxial pourvu bun conducteur intérieur et bun. conducteur extérieur, l'un au moins de ces conducteurs étant agencé pour être branché à une source d'alimentation à courant alternatif, et un fusible disposé en série avec ledit conducteur et adjacent à l'une des bornes de la source d'alimentation, et est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens redresseurs à une alternance disposés en série avec ledit conducteur et reliés à l'extrémité dudit conducteur qui est située à l'opposé du fusible, le tout de façon que lorsqu'un défaut conduisant à un contact entre les conducteurs intérieur et extérieur se produit,

la puissance dissipée dans le fusible augmente d'au moins 50 O/o relativement à sa valeur normale.

Ainsi grâce à ce circuit, le fusible fond lorsqu'un défaut se produit. Les moyens redresseurs peuvent être constitués par une diode à semi-conducteur ou dans d'autres cas par un thyristor.

Les fig. 1-4 représentent, à titre d'exemple, les schémas de quatre formes d'exécution différentes du circuit.

Dans toutes les figures les parties correspondantes sont affectées du même indice de référence.

Dans les quatres formes d'exécution l'élément de chauffe est constitué par un câble co-axial double 1 ceci comme représenté schématiquement en traits interrompus. Le câble 1 comprend un conducteur intérieur 2 et un conducteur extérieur 3 lesquels sont représentés, pour plus de commodité, par deux résis- tances. En pratique, le conducteur intérieur 2 est enroulé hélicoïdalement sur un mandrin en matériau isolant. Le conducteur 2 est ensuite enveloppé ou recouvert d'un matériau isolant pouvant être constitué par un matériau thermo-plastique tel que le chlorure de poly-vinyl. Le conducteur extérieur 3 est ensuite enroulé hélicoïdalement sur la couche de chlorure de polyvinyl et est lui-même enveloppé ou recouvert d'un matériau isolant adéquat lequel peut de nouveau être constitué par du chlorure de polyvinyl.

Le point de ramollissement du matériau isolant disposé entre les conducteurs 2 et 3 est approximativement de 2000 C ce qui est bien au-dessus de la température qu'atteint le câble 1 lors de l'utilisation normale. Toutefois, ce point n'est pas supérieur à la telmpérature qu'une partie de l'un des conducteurs peut atteindre dans le cas d'une surchauffe locale.

Le câble 1 est relié entre deux bornes 4 auxquelles une source de courant alternatif peut être branchée par l'intermédiaire d'un interrupteur principal hi-polaire.

Un fusible 5 est branché entre le conducteur intérieur 2 et la borne correspondant 4. (En variante le fusible 5 peut être placé entre le conducteur extérieur 3 et la borne adjacente 4.)
En se reportant maintenant uniquement au circuit des fig. i et 2, on voit qu'un redresseur 6 est disposé en série entre les conducteurs intérieur et extérieur 2 et 3, ce redresseur étant de préférence constitué par une diode à semi-conducteur.

En raison du redresseur 6, le courant alternatif passant à travers le câble I ne présente qu'une alternance. Toutefois, si un défaut provoqué par une éléva tion de température se produit dans le câble 1, I'élévation locale de température provoque la fusion du matériau d'isolation entre les conducteurs 2 et 3, ceci de façon suffisante pour amener les conducteurs 2 et 3 en contact électrique. Dans ce cas, le redresseur 6 est court-circuité de sorte que le courant à deux alternances appliqué aux bornes 4 passe par le fusible T.

Ceci a pour effet de doubler approximativement la puissance dissipée dans le fusible 5 et de provoquer sa fusion. Plus le défaut se produit à un endroit proche de l'extrémité du câble 1 située du côté du fusible 5, plus la résistance du circuit entre les bornes 4 est faible et par conséquent le courant correspondant élevé. Toutefois le fusible 5 est choisi de manière qu'il interrompe le circuit même si le défaut se produit à l'extrémité opposée du câble 1.

Dans le circuit représenté à la fig. 2, la puissance dissipée dans le fusible 5 est approximativement quadruplée lorsqu'un contact se produit entre les conducteurs 2 et 3. Ceci est dû au fait que lorsqu'un défaut se produit, le redresseur 6 est court-circuité, ce qui a pour effet de doubler la puissance développée dans le fusible 5, celle-ci étant à nouveau doublée en raison du fait que la longueur effective des conducteurs 2 et 3 est diminuée de moitié. Ce quadruplage est obtenu, comme représenté à la fig. 2 en reliant, par le redresseur 6, I'extrémité du conducteur 2 située à l'opposé du fusible 5 à l'extrémité du conducteur 2 située à l'opposé du fusible 5 à l'extrémité du conducteur 3 qui n'est pas adjacente au redresseur, l'extrémité adjacente du conducteur 3 étant reliée à l'une des bornes 4.

Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 3 le redresseur 6 est relié en série directement avec l'extrémité du conducteur intérieur 2 qui est située à l'opposé du fusible 5 et la borne adjacente 4, et le conducteur extérieur 3 est relié à cette borne 4 en formant une boucle fermée, de. manière qu'aucun courant n'y circule normalement. Dans le cas où un défaut se produit toutefois, le redresseur 6 est court-circuité comme précédemment, et la puissance dissipée dans le fusible 5 est au moins égale au double; suivant la position où se produit le défaut, cette puissance est même considérablement supérieure au double.

Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 4, les moyens redresseurs à une alternance sont constitués par un thyristor 7 dont le fonctionnement est commandé par des impulsions appliquées à sa grille de commande par un circuit de commande 8 branché en parallèle au redresseur 7. La forme exacte du circuit 8 n'a pas d'importance mais ce qui importe est que les impulsions de commande soient appliqués à la grille de commande une alternance sur deux. Le thyristor 7 est ainsi rendu conducteur toutes les deux alternances et non conducteur pendant les autres alternances. Le fonctionnement dans les conditions normales et dans le cas de défaut est ainsi le même que dans le cas du circuit de la fig. 1.

Le circuit de commande 8 peut être modifié de façon à exercer une fonction de commande telle que la puissance dissipée dans les conducteurs 2 et 3 et par conséquent le débit de chaleur puisse être réglé lors du fonctionnement normal ceci en variant la fraction de chaque alternance durant laquelle le thyristor 7 est conducteur.

Il est clair que les circuits de protection décrits ont pour effet d'augmenter les conséquences d'un défaut et ainsi d'interrompe la puissance appliquée au câble 1, ceci de façon plus efficace que si l'augmentation du courant provoquée par le défaut était uniquement utilisée pour fondre le fusible 5.

L'augmentation du courant tolérée par le fusible 5 est choisie en fonction de la charge électrique constituée par le câble 1, de manière que des couvertures ou des coussins de dimensions différentes puissent être adaptés à des fusibles 5 différents, mais il est préférable d'utiliser des redresseurs de même valeur nominale pour les différentes couverturesl, ceci afin de diminuer le coût de la fabrication.

Le câble 1 peut être alimenté à partir du réseau normal de 110 volts ou de 220-250 volts suivant la région, mais les formes d'exécution décrites peuvent également être utilisées pour des câbles destinés à être alimentés par un transformateur à basse tension, par exemple de 50 volts ou moins.

Claims

REVENDICATION

Circuit de chauffage pour couvertures ou coussins à chauffage électrique muni d'un dispositif de protection, comprenant un corps de chauffe co-axial pourvu d'un conducteur intérieur et d'un conducteur extérieur, l'un au moins de ces conducteurs étant agencé pour être branché à une source d'alimentation à courant alternatif, et un fusible disposé en série avec ledit conducteur et adjacent à l'une des bornes de la source d'alimentation, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens redresseurs à une alternance (6) disposés en série avec ledit conducteur (2) et reliés à l'extrémité dudit conducteur qui est située à l'opposé du fusible (5), le tout de façon que lorsqu'un défaut conduisant à un contact entre les conducteurs intérieur et extérieur (2, 3) se produit,

la puissance dissipée dans le fusible augmente d'au moins 50 o/o relativement à sa valeur normale.

SOUS-REVENDICATIONS 1. Circuit selon la revendication, caractérisé en ce que ladite puissance dissipée dans le fusible (5) augmente d'au moins 100 O/o comparativement à sa valeur normale.

2. Circuit selon la revendication, caractérisé en ce que ladite puissance dissipée dans le fusible (5) augmente d'au moins 200 O/o relativement à sa valeur normale.

3. Circuit selon la revendication ou la sous-revendication 1, caractérisé en ce que les deux conducteurs (2, 3) sont branchés en série à ladite source d'alimentation, les moyens redresseur (6) étant branchés entre eux.

4. Circuit selon la sous-revendication 3, caractérisé en ce que l'extrémité opposée au fusible (5) du conducteur (2) adjacent au fusible est reliée par l'inter- mediaire des moyens redresseurs (6) à l'extrémité de l'autre conducteur (3) de l'élément de chauffe co-axial (1) qui n'est pas adjacente à ladite extrémité, mentionnée en premier.

5. Circuit selon la revendication ou les sous-revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'autre conducteur (3) est relié par une boucle fermée à la borne (4) de la source d'alimentation qui est adjacente auxdits moyens redresseurs (6).

6. Circuit selon la revendication ou la sous-revendication 1, 2 ou 4, caractérisé en ce que lesdits moyens redresseurs sont constitués par une diode à semi-conducteur (6).

7. Circuit selon la sous-revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens redresseurs sont constitués par un thyristor (7) qui est agencé pour être non conducteur une alternance sur deux de ladite source d'alimentation.

8. Circuit selon la sous-revendication 7, caractérisé par un circuit de commande (8) qui est agencé pour fournir des impulsions à l'électrode de commande du thyristor (7) de sorte que le thyristor conduise sensiblement durant une alternance sur deux de ladite source d'alimentation.

9. Circuit selon la sous-revendication 7, caractérisé par un circuit de commande qui est agencé pour appliquer des impulsions de commande à l'électrode de commande du thyristor (7) de manière que le thyristor conduise pendant une fraction réglable d'une alternance sur deux de ladite source d'alimentation.