FR2493625A1

FR2493625A1 - Circuit protecteur pour accessoire chauffant electrique, notamment couverture chauffante

Info

Publication number: FR2493625A1
Application number: FR8115044A
Authority: FR
Inventors: George Charles Crowley
Original assignee: Sunbeam Corp
Current assignee: Sunbeam Corp
Priority date: 1980-11-03
Filing date: 1981-08-03
Publication date: 1982-05-07
Also published as: CA1162598A; FR2493625B1; GB2086676B; AU7701481A; NZ197765A; JPS57105989A; MX149865A; DE3137754A1; GB2086676A; AU541235B2

Abstract

CIRCUIT PROTECTEUR POUR ACCESSOIRE CHAUFFANT ELECTRIQUE. LE CIRCUIT COMPREND UN FIL SENSIBLE 22, QUI EST ISOLE D'UN FIL CHAUFFANT 18 PAR UNE SUBSTANCE ISOLANTE 20 DONT LA TEMPERATURE DE FUSION CORRESPOND A UNE VALEUR DONNEE D'UN EXCES D'ECHAUFFEMENT DE L'ACCESSOIRE, UN INTERRUPTEUR THERMIQUE 60, QUI COUPE L'ALIMENTATION DU FIL CHAUFFANT LORSQU'IL EST PORTE A UNE TEMPERATURE SUFFISANTE, UN ELEMENT CHAUFFANT AUXILIAIRE 88 QUI EST COUPLE THERMIQUEMENT A CET INTERRUPTEUR 60, UNE PREMIERE DIODE 110, QUI EST MONTEE ENTRE UNE PREMIERE EXTREMITE 18A DU FIL CHAUFFANT ET L'ELEMENT CHAUFFANT AUXILIAIRE 88, UNE SECONDE DIODE 120, QUI EST MONTEE ENTRE LA SECONDE EXTREMITE 18B DE CE FIL ET CET ELEMENT CHAUFFANT AUXILIAIRE, ET UN CONDENSATEUR 130 QUI EST MONTE EN PARALLELE AVEC LE FIL CHAUFFANT. APPLICATION NOTAMMENT AUX COUVERTURES CHAUFFANTES.

Description

La présente invention se rapporte à un circuit protecteur pour couvre-lit,

couverture chauffante ou autre accessoire chauffant électrique comprenant un substrat de support qui peut être l'enveloppe en étoffe d'un couvre-lit ou accessoire analogue et un fil chauffant qui passe dans ce substrat. Cet accessoire chauffant à enveloppe en étoffe peut être un manchon, une botte, une combinaison, un oreiller chauffé, etc. Des circuits protecteurs de l'art antérieur sont décrits dans le brevet GB-A- 2 028 608. Dans chacun de ces circuits, un fil chauffant est monté de façon à être alimenté

en courant alternatif et un fil sensible en est isolé élec-

triquement par une substance thermosensible qui, dans cer-

taines des formes de réalisation décrites, fond en établis-

sant un contact électrique entre ce fil sensible et ce fil

chauffant lorsque l'échauffement est excessif. Une utilisa-

tion analogue de substances thermosensibles a été décrite par exemple dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique No 3 493 727 et NI 3 628 093 et dans les brevets britanniques

NO 1 155 118 et NO 1 456 684.

Dans chacun des circuits protecteurs décrits dans le brevet GB-A 2 028 608 précité, une première diode et une première résistance montées en série sont connectées entre une première extrémité du fil chauffant et du fil sensible, une seconde diode et une seconde résistance montées en série sont connectées entre les secondes extrémités de ces fils et

les polarités de ces deux diodes sont telles qu'elles ne per-

mettent pas au courant de contourner le fil chauffant en passant à travers lesdites diodes. Les résistances sont couplées thermiquement à un coupe-circuit thermique qui est connecté de manière à mettre le fil chauffant hors circuit

lorsqu'il est assez chaud.

Dans les circuits protecteurs décrits dans ce brevet GB-A-2 028 608, un échauffement excessif de l'une ou

l'autre extrémité du fil chauffant fait fondre la couche iso-

lante qui se trouve entre ce fil chauffant et le fil sensi-

ble, de manière à permettre au courant alternatif qui ali-

mente ledit fil chauffant de passer toutes les deux demi-

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périodes dans ce fil sensible et dans la résistance parti-

culière et la diode associée connectées à l'extrémité oppo-

sée de ce fil chauffant, si bien que cette résistance con-

ductrice chauffe le coupe-circuit thermique. L'autre résis-

tance n'est pas conductrice puisqu'il n'y a pas de chute de tension entre ses bornes. Un échauffement excessif d'une partie intermédiaire du fil chauffant permet donc au courant

de passer alternativement dans les résistances respectives.

Le brevet GB-A-2 028 608 précité révèle aussi que les résis-

tances protègent les diodes d'un endommagement par des cou-

rants inverses transitoires.

D'autres circuits protecteurs de l'art antérieur sont décrits dans le brevet GB-A-2 028 607. Dans chacun de ces

circuits protecteurs, un fil sensible est isolé électrique-

ment d'un premier fil chauffant par une substance thermo-

sensible qui peut fondre de la même manière et un second fil chauffant est incorporé avec ce premier fil, l'une de ses extrémités étant reliée à ce premier fil de façon à diviser la tension appliquée entre-ces fils chauffants qui sont destinés à être alimentés en courant alternatif. Par ailleurs, les deux extrémités du fil sensible sont reliées à l'extrémité opposée du second fil chauffant par une résistance qui est couplée thermiquement à un coupe-circuit thermique. Dans

un tel circuit représenté sur la figure 3 du brevet GB-A-

2 028 607 précité, une diode est branchée entre les deux fils chauffants. Comme indiqué dans les brevets GB-A-2 028 607 et

GB-A-2 028 608 précités, certains types de substances ther-

mosensibles ont un coefficient négatif de résistance en fonction de la température. On trouvera des précisions à ce sujet dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique NO 2 581 212

NO 2 846 559 et N0 2 846 560.

D'autres circuits protecteurs de l'art antérieur sont décrits dans la demande de brevet des Etats-Unis

d'Amérique N0 155 033 déposée le 30 mai 1980.

D'autres documents de l'arrière-plan technologique comprennent les brevets des Etats-Unis d'Amérique N0 2 195 958 et N0 4 205 223, le brevet britannique No 1 566 005 et les

brevets français NO 2 406 330; NI 2 408 932 et NI 2 416 611.

L'invention concerne des perfectionnements à un

circuit protecteur pour accessoire chauffant électrique com-

prenant un substrat de support et un fil chauffant qui passe

dans ce substrat et qui est destiné à être alimenté en cou-

rant alternatif. Comme indiqué plus haut, le substrat peut être une enveloppe d'étoffe dans laquelle le fil chauffant est déployé. Le circuit protecteur selon l'invention comporte un fil sensible, qui est déployé avec le fil chauffant, qui

est isolé électriquement de ce dernier par une couche iso-

lante disposée le long dudit fil chauffant et ayant une tem-

pérature de fusion qui correspond à un excès d'échauffement de l'accessoire, et qui est enroulé avec le fil chauffant de façon qu'il y ait contact électrique entre ces deux fils si une partie au moins de la couche isolante disposée entre eux fond. Le circuit protecteur selon l'invention comporte aussi un élément thermique, qui met hors circuit le fil chauffant lorsque celui-ci est assez chaud et un élément

chauffant auxiliaire, qui est couplé thermiquement à cet élé-

ment thermique et dont une première extrémité est reliée au

fil sensible. L'élément thermique est avantageusement une con-

nexion fusible qui se sectionne lorsqu'elle est portée à une température suffisante. En variante, l'élément thermique peut être un dispositif commutateur déclenché par la chaleur, ayant

un coefficient positif de résistance en fonction de la tem-

pérature. Le circuit protecteur perfectionné de l'invention

comprend une première diode, qui est montée entre une pre-

mière extrémité du fil chauffant et la seconde extrémité de

l'élément chauffant auxiliaire, une seconde diode qui est mon-

tée entre la seconde extrémité du fil chauffant et cette

seconde extrémité de l'élément chauffant auxiliaire, de fa-

çon à ne pas permettre au courant de contourner ce fil chauf-

fant en passant à travers ces première et seconde diodes, et un condensateur qui est monté en parallèle avec ledit fil chauffant, si bien que, d'une part un échauffement excessif,

qui fait fondre au moins en partie la couche isolante, fer-

me un circuit électrique passant par l'élément chauffant

auxiliaire, qui est donc rendu capable de chauffer suffisam-

ment l'élément thermique pour que ce dernier mette hors

service le fil chauffant et que, d'autre part, le condensa-

teur protège les première et seconde diodes d'un endommage-

ment par les pointes de tension inverse.

En variante, l'élément thermique et l'élément chauf-

fant auxiliaire peuvent être remplacés par un relais électro-

magnétique qui comporte des contacts normalement fermés et une bobine reliée magnétiquement à ces contacts et qui est

monté de manière à mettre le fil chauffant hors circuit lors-

qu'il passe dans la bobine un courant suffisant pour que les contacts s'ouvrent, si bien qu'un échauffement excessif qui fait fondre au moins en partie la couche isolante, ferme un circuit électrique passant par la bobine qui transmet assez

de courant pour que les contacts s'ouvrent, en coupant l'ali-

mentation du fil chauff-ant.

Par ailleurs, la couche isolante peut être consti-

tuée d'une substance dont le coefficient de résistance en fonction de la température est négatif, si bien qu'un excès

moins important d'échauffement fait que cette couche isolan-

te laisse passer un courant de fuite dans l'élément chauf-

fant auxiliaire ou dans la bobine avant de fondre.

S'il se manifeste un échauffement excessif à la

première extrémité du fil chauffant, l'élément chauffant auxi-

liaire et la seconde diode laissent passer une demi-période

(de polarité donnée) sur deux du courant alternatif qui ali-

mente ce fil chauffant. Si l'excès d'échauffement se mani-

feste à la seconde extrémité du fil chauffant, l'élément chauf-

fant auxiliaire et la première diode laissent passer une demi-

période (de la polarité opposée) sur deux du courant alterna-

tif. Si l'échauffement excessif se produit à une partie

intermédiaire du fil chauffant, l'élément chauffant auxiliai-

re et la seconde diode laissent passer une demi-période (de

la polarité donnée) sur deux du courant et l'élément chauf-

fant auxiliaire et la première diode laissent passer une demi-période (de la polarité opposée) sur deux du courant alternatif. De manière avantageuse, étant donné que les pointes de tension inverse ont une fréquence plus élevée que la fré- quence du secteur et étant donné que la réactance capacitive du condensateur varie de façon inversement proportionnelle

à la fréquence, ce condensateur laisse passer plus facile-

ment ces pointes de courant, en protégeant les diodes d'un

endommagement.

L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une élévation, avec arrachement partiel, d'une partie d'un câble coaxial comprenant un fil

chauffant, un fil sensible et des couches isolantes corres-

pondantes, qui est utilisable dans une couverture chauffante, un cataplasme électrique, ou autre accessoire chauffant électrique équipé d'un circuit selon l'invention i la figure 2 est une coupe à plus grande échelle suivant la ligne 2-2 de la figure 1, représentant aussi une

enveloppe d'étoffe dans laquelle le câble coaxial est dé-

ployé; la figure 3 est un schéma de montage d'une première

forme de réalisation d'un circuit protecteur selon l'inven-

tion, utilisant le câble coaxial des figures 1 et 2; la figure 4 est un schéma de montage d'une variante de réalisation de l'invention; la figure 5 est une perspective d'un interrupteur thermiquelcomportant une connexion fusible, utilisé dans les circuits protecteurs des figures 3 et 4; et les figures 6 et 7 sont des schémas de montage

d'autres variantes de réalisation de circuits selon l'inven-

tion utilisant le câble coaxial des figures 1 et 2.

Un circuit protecteur selon l'invention utilise

un câble coaxial 10, représenté sur les figures 1 et 2, sem-

blable à des câbles coaxiaux connus, décrits par exemple dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique NO 3 628 093 et NI 3 493 727 précités. Ainsi que le représente la figure 2, le câble 10 est déployé dans des canaux 12 en serpentin, dont l'un est illustré en coupe, à l'intérieur de l'enveloppe

d'étoffe 14, représentée en partie, d'un couvre-lit chauf-

fant,qui peut être une couverture de dessus ou une couver-

ture de dessous.

Ainsi que le représentent les figures 1 et 2, le câ-

ble coaxial 10 comporte une âme textile 16,qui est composée d'un grand nombre de brins, un premier conducteur 18)qui

est enroulé serré autour de cette âme 16, une couche iso-

lante 20 qui entoure ce premier conducteur 18 et l'isole

électriquement, et qui fond à une température déterminée cor-

respondant à un échauffement excessif de la couverture, un second conducteur 22, qui est enroulé serré sur la couche isolante 20, de façon à être amené en contact électrique avec le premier conducteur 18 si une partie au moins de cette couche isolante fond entre ces conducteurs 22 et 18, et une gaine isolante 24, qui entoure le second conducteur 22 et l'isole électriquement. Comme le montre la figure 1, les premier et second

conducteurs 18, 22 sont avantageusement des rubans métalli-

ques à section rectangulaire et ils sont avantageusement en-

roulés en hélices de sens inverses, le premier conducteur 18 étant enroulé en hélice à droite, comme représenté. Sur la figure 1, le pas du second conducteur 22 est plus grand que celui du premier conducteur 18. En variante, le premier

conducteur 18 et le second 22 peuvent être des fils à sec-

tion droite circulaire au lieu d'être des rubans à section rectangulaire. Par ailleurs, les premier et second conducteurs 18, 22 peuvent être enroulés en hélices dans le même sens, comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique

NO 3 493 727 précité.

Dans la forme de réalisation de la figure 3, le

second conducteur 22, qui sert de fil sensible, est avanta-

geusement un fil de signalisation classique, à faible résis-

tance par unité de longueur, tandis que le premier conducteur 18 est un fil chauffant classique ayant une grande résistance par unité de longueur, de façon à dissiper l'énergie à une vitesse donnée. Dans la variante de la figure 4, le second

conducteur 22, qui sert de fil sensible dans un mode de fonc-

tionnement et de fil chauffant dans un autre mode de fonction-

nement, est avantageusement un fil chauffant semblable ayant une résistance différente par unité de longueur, de façon à

dissiper l'énergie à une autre vitesse. Ce fil de signalisa-

tion et ce fil chauffant ont d'autres utilisations connues

dans les couvertures chauffantes et les cataplasmes électri-

ques et autres accessoires chauffants de l'art antérieur.

Un fil chauffant peut servir de fil sensible.

La couche isolante 20 peut être composée de poly-

éthylène ou matière équivalente de densité appropriée, ayant

les caractéristiques électriques et mécaniques voulues et no-

tamment une température de fusion correspondant à un échauffe-

ment trop important de la couverture chauffante. Il est pos-

sible d'utiliser pour la couche isolante 20 d'une couverture

chauffante, du polyéthylène basse densité ayant une tempéra-

ture de fusion d'environ 110 à 1220C et l'âme textile 16 peut

être composée d'un grand nombre de fibres de rayonne (cellulo-

siques) retordues ou d'une matière équivalente. Etant donné

que le gradient de température diminue radialement de l'inté-

rieur vers l'extérieur du câble coaxial 10, la gaine isolante 24 et la couche. isolante 20 peuvent être composées de la même matière. En variante, la gaine isolante peut être en une autre matière appropriée ayant une température de fusion ou

de transition de l'état vitreux à l'état caoutchouteux sensi-

blement plus élevée que la température de fusion de la couche isolante 20. Dans une couverture chauffante, il est possible

d'utiliser pour la gaine isolante 24 du chlorure de polyvi-

nyle dont la température de transition de l'état vitreux à

l'état caoutchouteux est d'environ 1490 à 1661C.

Un interrupteur thermique 60, qui est utilisé dans

la forme de réalisation de la figure 3 et aussi dans la va-

riante de la figure 4, est représenté schématiquement sur

cette figure 3 et en perspective sur la figure 5. L'inter-

rupteur thermique 60, qui est semblable à des interrupteurs

thermiques de l'art antérieur ayant d'autres utilisations con-

nues dans les couvertures chauffantes existantes, comporte une plaquette 62 à circuits imprimés en une matière isolante rigide classique, un socle 64 en bronze qui comporte une traverse haute et plane 66, des flancs opposés 68 tournés vers le bas et des pattes latérales opposées 70 et qui est fixé à la plaquette 62 par des rivets 72 en prise avec ces pattes latérales 70.L'interrupteur thermique 60 comporte aussi une barrette 74 en bronze, qui a une patte de montage 76, une patte de contact 78 et une partie arrondie 80 entre ces pattes 76 et 78 et qui est fixée à la plaquette 62 au moyen d'un

autre rivet 82 en prise avec la patte de montage 76. Le so-

cle en bronze 64 et la barrette en bronze 74 sont de bons conducteurs de la chaleur et du courant. La barrette 74, qui

joue le rôle d'une lamelle élastique, possède des caractéris-

tiques élastiques appropriées.

La patte de contact 78 est soudée à la traverse

plane 66 par un alliage eutectique formant une connexion fusi-

ble 84, qui se sectionne lorsqu'elle est suffisamment chauffée et qui ne peut être rétablie dans les conditions normales de fonctionnement. L'alliage eutectique peut être composé de 63 parties d'étain et 37 parties de plomb, de façon à fondre à 1830C environ. Une soudure de ce genre est fournie par la Société Newark Electronics Div. Premier Industrial Corp.

500 North Pulaski Road, Chicago, Illinois (Etats-Unis d'Amé-

rique). La barrette 74 est sollicitée élastiquement de fa-

çon à s'écarter du socle 64 si la connexion fusible 84 fond.

Des interrupteurs thermiques appropriés comportant

des connexions fusibles dont la température de fusion nomi-

nale n'est que de 600C sont fournis par la Société Emerson Electric Co, Micro Devices Division, 1881, Southtown Boulevard,

Dayton, Ohio (Etats-Unis d'Amérique) sous la marque commercia-

le "Microtemp".

Un élément chauffant auxiliaire 88, qui peut être

une résistance classique en carbone ou bobinée ayant des con-

ducteurs opposés 88a, 88b, est monté sur la plaquette 62 au

moyen de rondelles isolantes 96 dans lesquelles ces conduc-

teurs 88a, 88b passent, de façon à être disposé sous la tra-

verse 66 pour bien transmettre sa chaleur à la connexion fusi-

ble 84 par l'intermédiaire du socle 64. L'interrupteur ther-

mique 60 et l'élément chauffant auxiliaire 88 peuvent être

logés dans une capsule protectrice (non représentée) dispo-

sée à l'extérieur de l'enveloppe d'étoffe 14,du type utilisé

couramment pour loger les organes de commande d'une couver-

ture chauffante, d'un cataplasme électrique ou d'un autre

accessoire chauffant électrique.

Comme le représente la figure 3, le fil chauffant 18 est avantageusement alimenté en courant alternatif non redressé provenant d'une source 100 par l'intermédiaire d'un commutateur 122, qui peut être un interrupteur, un thermostat ou tout autre commutateur classique pouvant convenir pour une

couverture chauffante, un cataplasme électrique ou autre acces-

soire chauffant électrique. Si le commutateur 122 doit être un thermostat de couverture chauffante, il peut être semblable au thermostat décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique

NO 2 195 958 précité.

- Dans la forme de réalisation de la figure 3, le

premier conducteur 18 sert de fil chauffant et le second conduc-

teur 22 sert de fil sensible. Les deux extrémités du second conducteur 22 sont reliées à une jonction de shuntage 102 et par cette jonction 102, à un conducteur donné 88a de l'élément chauffant auxiliaire 88. Le conducteur opposé 88b de l'élément 88 est relié à une jonction commune 104. La jonction 102 fournit au courant deux chemins parallèles de passage dans l'élément chauffant auxiliaire 88. Si le second conducteur 22

se rompt en coupant l'un de ces chemins, la jonction 102 éta-

blit un autre chemin pour faire passer le courant dans l'élé-

ment chauffant auxiliaire.

Une première diode 110 est montée entre une extré-

mité donnée 18a du premier conducteur 18 et l'élément chauffant auxiliaire 88. Une seconde diode 120 est connectée entre l'extrémité opposée 18b du premier conducteur 18 et l'élément chauffant auxiliaire 88. La première diode 110 et la seconde

diode 120 sont reliées à l'élément chauffant 88 par l'intermé-

diaire de la jonction 104. Les polarités respectives des pre-

mière et seconde diodes 110, 120 sont déterminées de façon à

ne pas permettre au courant de contourner le premier conduc-

teur 18 en passant à travers ces diodes 110 et 120. Si la popularité représentée de la première diode 110 est inversée, il faut inverser la polarité de la seconde diode 120, et vice-versa. Si un échauffement excessif fait fondre au moins partiellement la couche isolante 20, cela ferme un circuit électrique passant par l'élément chauffant auxiliaire 88,

qui devient donc capable de chauffer suffisamment l'interrup-

teur thermique 60 pour que celui-ci s'ouvre, en mettant hors

circuit le premier conducteur 18 qui sert de fil chauffant.

S'il y a échauffement excessif de la première extré-

mité 18a du premier conducteur 18, l'élément chauffant auxi-

liaire 88 et la seconde diode 120 laissent passer une demi-

période sur deux (de polarité donnée) le courant alternatif que la source 100 fournit à ce premier conducteur 18. S'il

y a échauffement excessif de la seconde extrémité 18b du pre-

mier conducteur 18, l'élément chauffant auxiliaire 88 et la première diode 110 laissent passer une demi-période sur deux

(de polarité opposée) de ce courant alternatif. Si un échauf-

fement excessif se manifeste dans une partie intermédiaire du premier conducteur 18, l'élément chauffant auxiliaire 88 et la seconde diode 120 laissent passer une demi-période sur deux (de la polarité donnée) de ce courant alternatif et cet

élément auxiliaire 88 et la première diode 110 laissent pas-

ser une demi-période sur deux (de la polarité opposée) dudit

courant alternatif.

Un condensateur 130 est monté en parallèle avec le premier conducteur 18. Le condensateur 130 protège les première et seconde diodes 110, 120 d'un endommagement par

des pointes de tension inverse.

Dans un condensateur, la réactance capacitive ex-

primée en ohms est égale à Xc = 0,159 2îrfC fC

o f est la fréquence en hertz et C la capacité en farads.

Par suite, comme les pointes de tension inverse ont une fré-

quence supérieure à la fréquence de secteur et comme la réac-

tance capacitive du condensateur 130 varie en raison inverse

de la fréquence, le condensateur favorise le passage des poin-

il tes de tension inverse de façon à protéger les première et

seconde diodes 110, 120 d'un endommagement.

Dans la variante de la figure 4, un commutateur mul-

tipolaire 140 à deux directions permet de choisir divers mo-

des de fonctionnement. Dans un premier mode, le premier conducteur 18 sert de fil chauffant dissipant l'énergie à une vitesse donnée et le second conducteur 22 sert de fil sensible, comme dans la forme de réalisation préférée de la figure 3. Dans un second mode de fonctionnement, le second conducteur 22 sert de fil chauffant dissipant l'énergie à une vitesse différente et le premier conducteur 18 sert de

fil sensible.

Le commutateur 140 comporte un contact mobile 140a qui peut être déplacé entre un contact 140b pour le premier mode de fonctionnement et un contact 140c pour le second mode de fonctionnement et qui est relié à la première diode , à un côté donné 130a du condensateur 130 et à un côté donné 100a de la source 100. Le contact 140b est relié à un côté donné 18a du premier conducteur 18. Le contact 140c est

relié à un côté donné 22a du second conducteur 22.

Le commutateur 140 comporte un contact mobile 140d, qui peut être déplacé entre un contact 140e pour le premier mode de fonctionnement et un contact 140f pour le second mode

de fonctionnement et qui est relié au conducteur 88a de l'élé-

ment chauffant auxiliaire 88 par la jonction de shuntage 102.

Le contact 140e est relié à l'extrémité donnée 22a du second

conducteur 22. Le contact 140f est relié à l'extrémité don-

née 18a du premier conducteur 18.

Le commutateur 140 comporte un contact mobile 140g qui peut être déplacé entre un contact 140h pour le premier mode de fonctionnement et un contact 140k pour le second mode de fonctionnement et qui est relié au conducteur 88a de

l'élément chauffant auxiliaire 88 par la jonction de shunta-

ge 102. Le contact 140h est relié à l'extrémité opposée 22b du second conducteur 22. Le contact 140k est connecté à

l'extrémité opposée 18b du premier conducteur 18.

* Le commutateur 140 comporte un contact mobile 140p, qui peut être déplacé entre un contact 140q pour le premier

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mode de fonctionnement et un contact 140r pour le second mode de fonctionnement-et qui est relié à la seconde-diode 120,

au côté opposé 130b du condensateur 130 et, par l'intermé-

diaire de l'interrupteur thermique 60 et de l'interrupteur 122, au côté opposé 10Db de la source 100. Le contact 140q est relié au côté opposé 18b du premier conducteur 18. Le

contact 140r est relié au côté opposé 22b du second conduc-

teur 22.

Le commutateur 140 permet donc d'interchanger à volonté le premier conducteur 18 et le second conducteur 22,

ce qui permet de choisir des vitesses différentes de dissipa-

tion de l'énergie. Mais, à,d'autres égards, la variante de la figure 4 est semblable à la forme de réalisation de la

figure 3.

Dans l'une et l'autre des formes de réalisation dé-

crites, la source 100 peut fournir un courant alternatif non redressé de 110-120 volts, 50 Hz, auquel cas la résistance

en carbone ou bobinéequi constitue l'élément chauffant auxi-

- liaire 88,doit avoir la puissance et la valeur voulues pour porter la température de l'alliage fusible à son point de

fusion (183>C) en un temps raisonnable après qu'un échauffe-

ment excessif produit a établi un contact électrique entre le fil sensible et le fil chauffant. Une résistance d'une puissance de 1 à 2 watts et d'une valeur comprise entre 500 et 3500 ohms est suffisante. Le condensateur 130 peut avoir

une capacité d'environ 0,01 microfarad.

De manière analogue, avec une tension alternative de 220-240 volts, 50 Hz, une résistance ayant une puissance de 1 à 2 watts et une valeur comprise entre 1800 et 8200 ohms

suffit. Les valeurs exactes de la résistance utilisée dépen-

dent de la conception de l'interrupteur thermique et1plus précisément>de sa capacité de transmettre la chaleur de cette résistance à l'alliage fusible. Le condensateur 130 peut

avoir une capacité d'environ 0,005 microfarad.

Comme le représente la figure 6, une thermistance ayant un coefficient positif de résistance en fonction de la température peut être utilisée en qualité d'interrupteur thermique et peut remplacer l'interrupteur thermique 60 de la forme de réalisation de la figure 3, pour autant qu'elle ait les caractéristiques appropriées. La thermistance 160 est montée de manière à mettre hors service le fil chauffant 18 quand elle est assez chaude et à remettre au contraire ce fil chauffant 18 en service quand elle s'est refroidie suffisamment après avoir coupé l'alimentation dudit fil. La

thermistance 160 peut également être substituée à l'interrup-

teur thermique 60 dans la variante de la figure 4.

Des thermistances offrant des caractéristiques appropriées sont fournies par la Société Raychem Corporation, 300, Constitution Drive, Menlo Park, Californie (Etats-Unis d'Amérique) sous la marque déposée "PolySwitch" etsont décrites dans la notice TLD-01 qui est éditée par cette Société et qui définit ces appareils comme étant des appareils à déclenchement thermique, utilisés pour protéger des équipements électriques. Le terme "élément thermique" utilisé dans le présent mémoire s'applique à ces

appareils et aux appareils équivalents, ainsi qu'aux coupe-

circuits thermiques à éléments fusibles.

Comme le représente la figure 7, un relais électro-

magnétique qui comporte des contacts 170 normalement fermés et une bobine 180 couplée magnétiquement à ces contacts 170 et qui est monté de manière à couper l'alimentation du fil chauffant 18, lorsqu'il passe dans la bobine 180 un courant

assez intense pour ouvrir lesdits contacts 170, peut rempla-

cer l'interrupteur thermique 60 et l'élément chauffant auxi-

liaire 88 de la forme de réalisation de la figure 3, de sor-

te qu'un échauffement excessif faisant fondre au moins par-

tiellement la couche isolante 20 ferme un circuit électri-

que passant par cette bobine 180, dans laquelle il passe assez de courant pour ouvrir les contacts 170 de façon à mettre le fil chauffant 18 hors circuit. De même, ce relais

peut remplacer l'interrupteur thermique 60 et l'élément auxi-

liaire 88 de la variante de la figure 4.

Dans une forme de réalisation décrite ci-dessus, la couche isolante 20 peut être constituée d'une substance

déterminée qui a, non seulement une température de fusion cor-

respondant à une valeur excessive de l'échauffement, mais encore un coefficient négatif de résistance en fonction de la température, si bien qu'un excès d'échauffement moins important fait passer dans cette couche 20 un courant de fuite avant qu'elle fonde. Dans une telle forme de réalisation comportant l'interrupteur thermique 60 et l'élément chauffant auxiliaire

88, ce courant de fuite peut être suffisant pour que cet in-

terrupteur thermique 60 s'ouvre avant que la couche isolante 20 ne fonde, de façon à mettre hors service le ou les fils chauffants sans que cette couche isolante 20 soit endommagée

définitivement. Lorsqu'il s'est ouvert, l'interrupteur ther-

mique 60 ne peut être remis en service automatiquement.

Dans une telle variante qui comporte la thermis-

tance 160 et l'élément chauffant auxiliaire 88, le courant de fuite peut être suffisant pour que cette thermistance 160 mette hors circuit le ou les fils chauffants avant que la couche isolante 20 ne fonde, de façon à assurer une commande modulée de ce ou ces fils chauffants sans que cette couche isolante soit endommagéé définitivement. Contrairement à l'interrupteur thermique 60, la thermistance 160 est remise automatiquement en service si et quand l'échauffement est atténué.

Dans la variante qui comporte le relais électro-

magnétique à contacts 170 et bobine 180, le courant de fuite peut être suffisant pour que ces contacts 170 s'ouvrent, de

manière à assurer la commande modulée du ou des fils chauf-

fants sans que la couche isolante 20 soit endommagée défini-

tivement. Ce relais est aussi remis automatiquement à son état

initial si et quand l'excès d'échauffement est supprimé.

Dans une couverture chauffante comportant un cir-

cuit protecteur selon l'une quelconque des formes de réalisa-

tion décrites ci-dessus, une substance appropriée à coeffi-

cient négatif de résistance en fonction de la température est un chlorure de polyvinyle dopé, qui est fourni par la

Société The B.F. Goodrich Co, B.F. Goodrich Chemical Div.

Independence, Ohio (Etats-Unis d'Amérique) sous la dénomina-

tion commerciale "GEON" N0 82726-natural-024", additionné

de 0,8 'O du dopant dénommé commercialement "Triton X-400".

Claims

REVENDICATIONS

1. Circuit protecteur pour accessoire chauffant électrique qui comprend un substrat de support et, passant dans ce dernier, un fil chauffant comportant une première et une seconde extrémité et destiné à être alimenté en cou- rant alternatif, circuit comportant (a) un fil sensible (22) qui est déployé avec le

fil chauffant (18), qui est isolé électriquement de ce der-

nier par une couche isolante (20) déposée sur ce fil chauf-

fant et ayant une température de fusion qui correspond à une valeur donnée d'un excès d'échauffement de l'accessoire, ce fil sensible étant enroulé avec le fil chauffant de manière à établir un contact électrique entre eux si une partie au moins-de cette couche isolante fond entre ces deux fils;

(b) un élément thermique (60) qui coupe l'alimenta-

tion du fil chauffant (18) lorsqu'ilest assez chaud; et (c) un élément chauffant auxiliaire (88) qui est couplé thermiquement à cet élément thermique (60), qui comporte une première extrémité (88a) et une seconde extrémité (88b)

et qui est relié au fil sensible (22) par sa première extré-

mité (88a); ledit circuit protecteur étant caractérisé en ce qu'il comprend: (d) une première diode (110), qui est montée entre la première extrémité (18a) du fil chauffant et la seconde extrémité (88b) de l'élément chauffant auxiliaire; (e) une seconde diode (120) qui est montée entre la seconde extrémité (18b) du fil chauffant et cette seconde extrémité (88b) de l'élément chauffant auxiliaire, de façon à ne pas permettre au courant de contourner ce fil chauffant en passant dans ces première et seconde diodes; et

(f) un condensateur (130) qui est monté en parallè-

le avec le fil chauffant, si bien que, d'une part, un excès d'échauffement, qui fait fondre au moins une partie de la couche isolante (20), ferme

un circuit électrique passant par l'élément chauffant auxi-

liaire (88), qui est ainsi rendu capable de chauffer assez l'élément thermique (60) pour que celui-ci coupe le circuit

d'alimentation du fil chauffant et que, d'autre part, ce con-

densateur (130) protège les première (110) et seconde (120)

diodes d'un endommagement par des pointes de tension inverse.

2. Circuit protecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément thermique (60) est un inter- rupteur thermosensible ayant un coefficient positif de

résistance en fonction de la température.

3. Circuit protecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche isolante (20) a un coefficient négatif de résistance en fonction de la température, de sorte qu'en cas d'excès d'échauffement moins important, elle laisse passer un courant de fuite dans l'élément chauffant

auxiliaire (88) avant de fondre.

4. Circuit protecteur selon l'une des revendica-

tions 1 et 3, caractérisé en ce que l'élément thermique (60) comporte une connexion fusible (84) qui s'ouvre si elle est

portée à une température suffisante.

5. Circuit protecteur selon la revendication 1,

caractérisé en ce que l'élément thermique (60)est un disposi-

tif interrupteur thermosensible ayant un coefficient positif

de résistance en fonction de la température.

6.- Circuit protecteur selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé en ce que le fil chauf-

fant (18) dissipe l'énergie à une vitesse donnée, le fil

sensible (22) étant un autre fil chauffant qui dissipe l'éner-

gie à une vitesse différente, et l'accessoire chauffant électrique comportant un commutateur sélecteur (140) qui est connecté de façon à permettre d'interchanger à volonté ces

fils chauffants (18, 22).

7. Circuit protecteur pour accessoire chauffant électrique qui comprend un substrat de support et passant dans ce substrat, un fil chauffant comportant une première et une seconde extrémité et destiné à être alimenté en courant alternatif, circuit comportant (a) un fil sensible (22) qui est déployé avec le

fil chauffant (18), qui est isolé électriquement de ce der-

nier par une couche isolante (20) déposée sur ce fil chauf-

fant et ayant une température de fusion qui correspond à une valeur donnée d'un excès d'échauffement de l'accessoire, ce fil sensible étant enroulé avec le fil chauffant de façon à établir entre eux un contact électrique si une partie au moins de cette couche isolante (20) fond entre ces deux fils; (b) un relais électromagnétique qui comporte des contacts (170) normalement fermés et une bobine (180) couplée magnétiquement à ces contacts et qui est monté de façon à mettre le fil chauffant hors circuit s'il passe dans cette bobine un courant suffisant pour ouvrir ses contacts, ledit circuit protecteur étant caractérisé en ce

qu'il comprend.

(c) une première diode (110), qui est montée entre

la première extrémité (18a) du fil chauffant (18) et une se-

conde extrémité de la bobine (180); (d) une seconde diode (120) qui est montée entre la seconde extrémité (18b) du fil chauffant et cette seconde extrémité de la bobina de façon à ne pas permettre au courant de contourner ce fil chauffant en passant dans ces première et seconde diodes; et

(e) un condensateur (130) qui est monté en parallè-

le avec le fil chauffant (18), de sorte que, d'une part1un échauffement excessif qui fait fondre au moins en partie la couche isolante (20) ferme un circuit électrique passant par la bobine, dans laquelle il passe assez de courant pour que les contacts (170) s'ouvrent de façon à couper l'alimentation de ce fil chauffant et que, d'autre part, le condensateur (130) protège les première

et seconde diodes (110, 120) d'un endommagement par des poin-

tes de tension inverse.

8. Circuit protecteur selon la revendication 7,

caractérisé en ce que la couche isolante (20) a un coeffi-

cient négatif de résistance en fonction de la température, si bien qu'en cas d'excès d'échauffement moins important, elle laisse passer un courant de fuite dans la bobine (180)

avant de fondre.

9. Circuit protecteur selon l'une des revendica-

tions 7 et 8, caractérisé en ce que le fil chauffant (18) dissipe l'énergie à une vitesse donnée, le fil sensible (22) étant un autre fil chauffant qui dissipe l'énergie à une vitesse différente et l'accessoire électrique comportant un commutateur-sélecteur (140) qui est monté de façon à permettre d'interchanger à volonté ces deux fils chauffants.