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La présente invention a pour objet un dispositif pour retarder l'enclenchement d'un appareil consommateur d'énergie destiné à recevoir de l'énergie pendant de nombreuses périodes de charge, éventuellement fractionnées, mises à¯disposition, et dont la longueur est supérieure aux besoins dudit appareil, la quantité d'énergie à absorber dépendant d'au moins une gran- deur physique.
La courbe de charge des réseaux de distribution d'éner- gie électrique présente des variations importantes au cours de la journée. En particulier, la charge diminue toujours au cours
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de la nuit. Cette diminution provient de ce que les chauffe-eau à accumulation, par exemple, sont enclenchés à certaines heures fixes et se déclenchent automatiquement dès que leur températu- re atteint une valeur limite réglée par'un thermostat.
Comme chaque appareil doit avoir à sa disposition une période de chauf- fage correspondant au moins à un chauffage complet, mais que souvent le chauffage n'est que partiel du fait que l'appareil peut encore contenir une certaine quantité de chaleur à la fin de la journée, les appareils déclenchent progressivement au cours de la nuit sans, que cette diminution de charge puisse être compensée par la mise.en service d'autres appareils consomma- teurs. Le but que l'on se propose en enclenchant les chauffe- eau pendant la nuit n'est ainsi que bien imparfaitement atteint.
La courbe de charge peut être régularisée beaucoup mieux en retardant individuellement l'enclenchement d'appareils consommateurs d'énergie ; ilest toutefois essentiel que toute la quantité d'énergie nécessaire soit fournie jusqu'à la fin de la période de chauffage et que ces appareils déclenchent aus- si près que possible de la fin de ladite période.
Le dispositif objet de l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un organe de mesure du temps, un organe sen- sible à ladite grandeur physique, des éléments de liaison entre ledit organe de mesure du temps et ledit organe sensible, et un organe de correction destiné à corriger les inégalités entre ladite période de charge et le temps mesuré par ledit organe de mesure.
Le.dessin annexé représente, à titre d'exemple, non limitatif, deux formes d'exécution du dispositif objet de l'in- vention, ainsi qu'une variante.
La figure 1 est une vue en élévation en coupe de la
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première forme d'exécution de ce dispositif et la figure 2 une vue en plan par dessous.
' La figure 3 est 'une vue en élévation en coupe d'un dé- tail de la fig. 1 et la figure 4 une vue en plan par dessous du même détail.
Le dispositif représenté, destiné à être appliqué à un chauffe-eau, comprend un organe de mesure du temps constitue par un moteur synchrone à réducteur de vitesse 1 , un organe sen- sible à la chaleur constitué par un thermostat désigné d'une façon générale en 2, un élément de liaison entre le moteur 1 et le thermostat 2 constitué par une came 3 et un organe de correc- tion 4 qui.sera décrit ci-après.
Le thermost'at 2 comprend un tube extérieur 5 à la. par- tie supérieure duquel est fixée une tige 6 s'étendant à l'inté- rieur du tube 5 et présentant un coefficient de dilatation plus faible que celui d.u tube 5. Ce thermostat est disposé de façon à mesurer aussi exactement que possible la quantité de chaleur contenue dans le chauffe-eau. Un levier 7 portant à une extré- mité un contact 8 est appuyé sur un pointeau 9 solidaire mais isolé de l'extrémité inférieure de la tige 6 par une lame de ressort armée 10, solidaire mais isolée du bâti A du dispositif auquel est fixé le tube 5. Un second levier 11 est appuyé par une lame flexible 12, également solidaire et isolée du bâti A, contre la came 3 par deux saillies isolées 14 et porte un con- tact 13 en regard du contact 8.
Les raccordements extérieurs du thermostat sont représentés en 17 et 18.
L'organe de correction 4 est constitué par une armature 15 attirée par le champ magnétique du stator du moteur synchro- ne 1. Une lame-ressort 16 agit contre l'effort d'attraction du champ magnétique précité.
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Les figures 3 et 4 montrent le détail de la came 3 et d'une partie du dispositif de correction. La came est circulai- re et présente deux rampes s'étendant sur 180 et s'arrêtant brusquement en B et B'. La came est entraînée par le moteur syn- chrone à réducteur de vitesse 1 et fait un demi-tour en un temps légèrement inférieur.à la période de chauffage mise à disposi- tion. 19 désigne une palette entraînée par la came 3.
Le fonctionnement du dispositif décrit est le suivant :
Le moteur 1 à démarrage automatique est enclenché au début de la période de chauffage. Si cette période est divisée en plusieurs parties, le moteur se mettra en marche et s'arrê- tera à chaque période partielle. L'arbre 1' du moteur à réduc- teur de vitesse portant la came 3 fait tourner celle-ci de tel- le façon que le contact 13 porté par le levier 11 se rapproche progressivement du contact 8. Les contacts 8 et 13 se touchent d'autant plus vite que la tige 6 dépasse davantage le tube 5, c'est-à-dire que la quantité d'eau chaude contenue dans l'appa- reil est plus petite et que le tube 5 est par conséquent moins dilaté'.
Lorsque la température de l'appareil dépasse celle qui est fixée par la came 3 à l'instant considéré, les contacts 8 et 13 sont de nouveau séparés par la dilatation du tube 5 du thermostat.-2. Ils se toucheront à nouveau dès que le contact 13 se sera rapproché par l'effet de la came et ainsi de suite jus- qu'à l'obtention de la température finale de consigne'du chauf- fe-eau.
L'armature 15 est attirée par le champ magnétique du moteur synchrone 1 et presse l'extrémité de la lame-ressort 16 contre la came 3. Peu avant la fin de la période de chauffage, la palette 19 vient buter contre un plan incliné de la lame- ressort 16 et bloque la came 3 dans cette position par
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glissement de la rondelle de friction 20. A la fin de la pério- de de chauffage, lorsque le moteur synchrone à réducteur de vi- tesse 1 est déclenché, la lame-ressort 16 se retire et permet à la palette 19 de tourner d'un certain angle sous l'effet du ressort 21.. Au moment d'un nouvel enclenchement du moteur, la lame-ressort 16 s'appuyé sur le bord externe de la palette ce qui n'empêche pas la came de tourner.
La position de la palette 19 par rapport à la came 3 et à la lame-ressort 16 est réglée de telle sorte qu'au début d'une période de chauffage, les saillies 14 soient dans le creux de la came, ce qui fait qu'à l'enclenchement, les contacts 8 et 13 ne sont pas en contact, sauf en cas d'utilisation complète de l'eau chaude du chauffe-eau.
Les figures 5a, 5b et 6 représentent 'une variante de la première forme d'exécution du dispositif.
Dans cette variantele dispositif magnéto-mécanique de correction est remplacé par un dispositif magnéto-électrique décrit ci-dessous :
L'extrémité de la lame-ressort 16 porte un contact électrique 22 qui s'ouvre sous-l'effet de deux doigts 23 portés par la came 3, un instant après que la saillie 14 est retombée dans le creux de la came 3. Lorsque l'armature 15 est relâchée, la lame portant 1!un des contacts 22 s'échappe du,doigt 23, ce qui rétablit.le contact. Le doigt étant pointu, au moment d'une nouvelle attraction de l'armature 15, la lame passe sur le dos du doigt ce qui maintient fermé le contact 22.
Le fonctionnement est le suivant : (voir le schéma électrique du dispositif fig. 6). L'ouverture du contact 22 provoque la mise en série avec le moteur synchrone 1 d'une ré- sistance 24 dont la valeur est telle qu'elle provoque l'arrêt
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du moteur 1 tout en maintenant en position l'armature 15. La came 3 est donc maintenue dans sa position malgré que la ten- sion soit maintenue aux bornes du dispositif. A la fin de la période de charge, le moteur est déclenché et l'armature 15 est relâchée ce qui referme le contact sans provoquer un nouveau démarrage du moteur synchrone. Ceclui-ci ne repartira qu'au dé- but d'une nouvelle période de charge.
On remarque que la pério- de de charge peut dans cette variante également être fraction- née en plusieurs périodes partielles, puisque le doigt 23 n'a- git qu'à la fin de la période totale.
La figure 7représente .une deuxième forme d'exécution du dispositif qui n'a que peu d'organes communs avec la premiè- re. Ceux-ci sont représentés par les mêmes signes et n'ont pas à être décrits. Au lieu d'agir directement sur le contact 13 par le jeu d'une came, le moteur synchrone à réducteur de vi- tesse 1 qui, dans le cas présent, fait un tour entier par pério- de, agit par l'intermédiaire d'un jeu d'appareils électriques d'écrits ci-dessous :
Un potentiomètre 25 est alimenté par un courant cons- tant grâce à une résistance fer-hydrogène 26 et une résistance fixe 27.
Une tension variable prélevée aux bornes du bras mobi- le 28 du,potentiomètre et de la résistance 27 est appliquée à la résistance 29-pour chauffer une lame bimétallique 30 de fa- çon à ce qu'elle prenne une.courbure dans le sens indiqué par la flèche. Cette lame bimétallique 30 porte à son extrémité le contact 13. réglable et le rapproche.du contact 8 comme dans la première forme. Le courant passe par la lame 12 pour éviter de perturber le fonctionnement de la lame bimétallique 30.
Les caractéristiques électriques et mécaniques du po- tentiomètre et de ses résistances auxiliaires ainsi que de la
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lame bimétallique sont établies de façon à donner au contact 13 le même mouvement que dans l'exemple précédent. Un dispositif mécanique ou électrique de correction de la période est établi sur le moteur synchrone 1. Celui qui est représenté est un dis- positif électrique qui comprend un disque 31 portant un doigt 23 et les autres organes décrits précédemment.
Dans cette forme d'exécution, le moteur synchrone et une bonne partie des organes du dispositif peuvent être séparés du chauffe-eau et ne lui être reliés que par les connexions électriques représentées sur la fig. 7.
Au lieu d'un*moteur synchrone comme organe de mesure du temps, on peut également utiliser un moteur asynchrone à faible glissement ou un mouvement d'horlogerie.
Le thermostat pourrait être remplacé par exemple par un organe sensible à la pression ou à l'humidité ou par une pi- le thermo-électrique ou une résistance électrique.
La came du dispositif décrit pourrait être remplacée par un levier, une lame bimétallique, un train d'engrenages d.ifférentiels, un appareil électronique, une soupape ou une membrane élastique.
Enfin, on pourrait remplacer certains organes du dis- positif de-correction, par exemple, par un électro-aimant auxi- liaire, par un échappement à ressort de rappel ou par un méca- nisme à engrenages différentiels.
Bien que l'on ait prévu l'application du dispositif décrit à un chauffe-eau électrique à accumulation, on pourrait envisager d'autres applications, par exemple, pour le chauffage de locaux, pour une heure déterminée en fonction de sa tempéra- ture initiale, ou pour la préparation automatique d'un processus industriel pour une heure déterminée à l'avance. Le dispositif
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conviendrait également pour le chauffage de fourneaux de cuisine à accumulation.
REVENDICATIONS
1) Dispositif pour retarder l'enclenchement d'un appa- reil consommateur d'énergie, destiné à recevoir régulièrement de l'énergie pendant une période de charge mise à disposition, éventuellement fractionnée et dont la longueur est supérieure aux besoins dudit appareil, la quantité d'énergie à absorber dépendant d'une grandeur physique, caractérisé en ce qu'il com- prend un organe de mesure du temps, un organe sensible à ladite grandeur physique, des éléments de liaison entre ledit organe de mesure du temps et ledit organe sensible, et un organe de correction destiné à corriger les inégalités entre ladite pério- de de charge et le temps mesuré par ledit organe de mesure.