FR2651952A1

FR2651952A1 - THERMOPLONGEUR ESPECIALLY FOR HEATING NATURAL WATER, AND MORE PARTICULARLY SUCH A THERMOPLONGEUR COMPRISING A FLANGE OF MOUNTING CROSSED BY AT LEAST ONE HEATING ELEMENT.

Info

Publication number: FR2651952A1
Application number: FR8911971A
Authority: FR
Inventors: Joze Guy; Fayet Florence; Gautier Bernard; Bidon Gilles
Original assignee: Vulcanic
Current assignee: Vulcanic
Priority date: 1989-09-13
Filing date: 1989-09-13
Publication date: 1991-03-15
Anticipated expiration: 2009-09-13
Also published as: FR2651952B1; EP0418159A1; DE418159T1

Abstract

L'invention est relative à un thermoplongeur, notamment pour le chauffage des eaux naturelles, comprenant un flasque de montage (2), traversé par au moins un élément chauffant (1). Il comprend un presse-étoupe (3, 5) monté sur le flasque pour assurer l'étanchéité entre le flasque et l'élément chauffant.The invention relates to an immersion heater, in particular for heating natural water, comprising a mounting flange (2) through which at least one heating element (1) passes. It includes a cable gland (3, 5) mounted on the flange to ensure the seal between the flange and the heating element.

Description

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Les thermoplongeurs actuels sont constitués en général d'un ou plusieurs éléments chauffants brasés sur un flasque en bronze ou soudés sur un flasque en acier inoxydable. Ce flasque peut être fileté pour être vissé sur la paroi de l'enceinte à chauffer avec interposition d'un joint plat, ou peut être embouti auquel cas l'étanchéité avec la paroi est Current immersion heaters generally consist of one or more heating elements brazed to a bronze flange or welded to a stainless steel flange. This flange can be threaded to be screwed on the wall of the enclosure to be heated with the interposition of a flat gasket, or can be stamped in which case the seal with the wall is

réalisée à l'aide d'un joint torique. performed using an O-ring.

L'élément chauffant se présente généralement sous la forme d'un solénoïde noyé dans un isolant, le tout étant disposé dans un tube The heating element is generally in the form of a solenoid embedded in an insulator, the whole being arranged in a tube

réalisé en cuivre nickelé ou encore en acier inoxydable. made of nickel-plated copper or stainless steel.

Le chauffage des eaux naturelles à l'aide de tels éléments de chauffage à flux constant pose un certain nombre de problèmes difficiles à résoudre. Tout d'abord, la présence du chlore dans l'eau entraîne des phénomènes de corrosion très brutale par piquration et sous contrainte, en The heating of natural waters using such constant flow heating elements poses a number of difficult problems to solve. Firstly, the presence of chlorine in the water leads to very abrupt corrosion phenomena by pitting and under stress,

particulier pour les aciers inoxydables. particularly for stainless steels.

Par ailleurs, les dépSts calcaires peuvent entainer des surchauffes et accélérer brutalement la corrosion et même éventuellement In addition, calcareous deposits can overheat and abruptly accelerate corrosion and even possibly

fondre l'élément chauffant.melt the heating element.

La présente invention vise à pallier ces inconvénients. The present invention aims to overcome these disadvantages.

A cet effet, l'invention a pour objet un thermoplongeur, notamment pour le chauffage des eaux naturelles, comprenant un flasque de montage traversé par au moins un élément chauffant, caractérisé par le fait qu'il comprend un presse-étoupe monté sur le flasque pour assurer For this purpose, the subject of the invention is an immersion heater, in particular for heating natural water, comprising a mounting flange crossed by at least one heating element, characterized in that it comprises a gland mounted on the flange to ensure

l'étanchéité entre le flasque et l'élément chauffant. sealing between the flange and the heating element.

Chaque élément chauffant est par conséquent monté par l'intermédiaire d'un presse-étoupe, ce qui évite les problèmes de brasure et de soudure qui entraînent une hétérogénéité métallique ou de structure, ce Each heating element is therefore mounted via a stuffing box, which avoids the problems of brazing and soldering which lead to a metallic or structural heterogeneity.

qui permet par conséquent d'améliorer la tenue à la corrosion. which consequently makes it possible to improve the resistance to corrosion.

Afin de faciliter le montage, le presse-étoupe est de In order to facilitate assembly, the cable gland is

préférence serti sur le flasque.preferably crimped on the flange.

L'étanchéité entre le flasque et la paroi de l'enceinte sur laquelle est monté le thermoplongeur est avantageusement réalisée à l'aide d'une nervure formée à la périphérie du flasque pour coopérer avec un joint The tightness between the flange and the wall of the enclosure on which the immersion heater is mounted is advantageously achieved by means of a rib formed at the periphery of the flange to cooperate with a joint

plat disposé entre le flasque et la paroi de l'enceinte. dish disposed between the flange and the wall of the enclosure.

Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, on prévoit trois éléments chauffants en épingle à cheveux dont chaque extrémité traverse le flasque à travers un presse-étoupe et est reliée à un connecteur In a particular embodiment of the invention, three hairpin heating elements are provided, each end of which passes through the flange through a gland and is connected to a connector.

disposé à l'extérieur du flasque. disposed outside the flange.

Plus particulièrement, le connecteur peut comporter douze bornes disposées sensiblement en cercle, les première, septième et neuvième More particularly, the connector may comprise twelve terminals arranged substantially in a circle, the first, seventh and ninth

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bornes étant isolées, la deuxième borne étant reliée à la douzième, la troisième borne étant reliée à la cinquième et à la onzième, la quatrième borne étant reliée à la sixième, et la huitième borne étant reliée à la dixième. Un tel agencement permet toutes les connections possibles pour les éléments chauffants et notamment un montage soit en étoile, soit en triangle. Le connecteur peut notamment se présenter sous la forme d'une plaque, la liaison entre les troisième, cinquième et onzième bornes étant réalisée d'un côté de la plaque, et les liaisons entre les deuxième et douzième, quatrième et sixième, et huitième et dixième bornes respectivement terminals being isolated, the second terminal being connected to the twelfth, the third terminal being connected to the fifth and the eleventh, the fourth terminal being connected to the sixth, and the eighth terminal being connected to the tenth. Such an arrangement allows all possible connections for the heating elements and in particular a mounting either star or triangle. The connector may in particular be in the form of a plate, the connection between the third, fifth and eleventh terminals being made on one side of the plate, and the connections between the second and twelfth, fourth and sixth, and eighth and tenth terminals respectively

étant réalisées de l'autre coté de la plaque. being made on the other side of the plate.

Les bornes peuvent être constituées par des trous traversant la plaque, ces trous étant, avant branchement des éléments chauffants, fermés par un bouchon susceptible d'âtre perforé de manière à révéler une The terminals may consist of holes passing through the plate, these holes being, before connection of the heating elements, closed by a cap capable of perforated hearth so as to reveal a

éventuelle erreur à la mise en service. possible error in commissioning.

Dans le cas o le fil chauffant de l'élément chauffant est In the case where the heating wire of the heating element is

enroulé en hélice, un thermo-couple peut être disposé dans l'axe de l'hélice. helically wound, a thermocouple may be arranged in the axis of the helix.

Ce thermo-couple permet une détection de température qui peut avoir plusieurs fonctions, notamment une détection et une limitation de la température de l'élément chauffant par intermédiaire d'une régulation électronique, une détection du tartre, ce dernier entrainant une résistance thermique supplémentaire, de sorte qu'à flux constant, il y a élévation de température, ainsi qu'une détection et une régulation du niveau par manque This thermocouple allows a temperature detection which can have several functions, in particular a detection and a limitation of the temperature of the heating element by means of an electronic regulation, a scale detection, the latter resulting in an additional thermal resistance, so that at constant flow, there is temperature rise, as well as detection and regulation of the level by lack

de liquide qui entraîne également une élévation de température. of liquid which also causes a rise in temperature.

Avantageusement, ce thermocouple est monté dans un tube de support formant une borne d'alimentation pour le fil chauffant de l'élément chauffant. On décrira maintenant à titre d'exemple non limitatif des modes de réalisation particuliers de l'invention en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en demicoupe axiale d'un thermoplongeur selon l'invention, - les figures 2 et 3 représentent deux modes de montage possibles pour les éléments chauffants de ce thermoplongeur, - la figure 4 est une vue de dessus du connecteur de ce thermoplongeur, - la figure 5 en est une vue de dessous, - la figure 6 est une vue en coupe selon la ligne VI-VI de la figure 4, Advantageously, this thermocouple is mounted in a support tube forming a supply terminal for the heating wire of the heating element. By way of nonlimiting example, particular embodiments of the invention will now be described with reference to the appended diagrammatic drawings, in which: FIG. 1 is an axial demixal view of an immersion heater according to the invention, FIGS. 2 and 3 show two possible mounting modes for the heating elements of this immersion heater, FIG. 4 is a top view of the connector of this immersion heater, FIG. 5 is a view from below, and FIG. in section along line VI-VI of FIG. 4,

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- la figure 7 est une vue en coupe selon la ligne VII-VII de la figure 4, - la figure 8 est une vue en coupe axiale d'un élément chauffant de ce thermoplongeur, - la figure 9 est une vue en coupe à plus grande échelle selon la ligne IX-IX de la figure 8, - la figure 10 est une vue similaire à la figure 9 d'une variante de réalisation, et FIG. 7 is a sectional view along line VII-VII of FIG. 4; FIG. 8 is an axial sectional view of a heating element of this immersion heater; FIG. 9 is a sectional view of FIG. large scale along the line IX-IX of Figure 8, - Figure 10 is a view similar to Figure 9 of an alternative embodiment, and

- la figure Il est une vue en coupe axiale de cette variante. FIG. 11 is an axial sectional view of this variant.

On voit sur la figure 1 un élément chauffant 1 en épingle à We see in Figure 1 a heating element 1 pin to

cheveux monté sur le flasque 2 du thermoplongeur. hair mounted on the flange 2 of the immersion heater.

Ce flasque 2 est réalisé en tôle emboutie et comporte un certain nombre de trous pour le passage des extrémités des éléments 1. Des douilles 3 sont serties dans ces trous avec interposition d'un joint torique This flange 2 is made of pressed sheet metal and has a number of holes for the passage of the ends of the elements 1. Sockets 3 are crimped in these holes with the interposition of an O-ring

d'étanchéité 4.sealing 4.

Les douilles 3 sont filetées intérieurement pour coopérer avec un bouchon 5 fileté extérieurement de manière à former un presse-étoupe avec un joint torique 6 susceptible d'être écrasé au fond de la douille 3 The sockets 3 are internally threaded to cooperate with a plug 5 threaded externally so as to form a gland with an O-ring 6 can be crushed at the bottom of the sleeve 3

par le bouchon 5.by the cap 5.

Les extrémités des éléments chauffants 1 traversent la douille 3 et le bouchon 5 et sont connectées à un connecteur 7 qui sera The ends of the heating elements 1 pass through the bushing 3 and the plug 5 and are connected to a connector 7 which will be

décrit plus en détail ci-après.described in more detail below.

Le flasque 2 est monté sur la paroi 8 de l'enceinte à chauffer par exemple à l'aide de vis engagées dans des trous 9 du flasque The flange 2 is mounted on the wall 8 of the enclosure to be heated for example by means of screws engaged in holes 9 of the flange

(figure 2).(Figure 2).

Le flasque 2 comporte en outre une nervure 10 emboutie à sa périphérie, cette nervure venant écraser un joint plat Il disposé contre la The flange 2 further comprises a rib 10 embossed at its periphery, this rib coming to crush a flat gasket It disposed against the

paroi 8 à l'extérieur de l'enceinte. wall 8 outside the enclosure.

Le joint Il assure par conséquent l'étanchéité entre la paroi 8 et le flasque 2, le joint 4 assure l'étanchéité entre le flasque 2 et le presseétoupe, et le joint 6 assure l'étanchéité entre le presse-étoupe et The seal It thus ensures the seal between the wall 8 and the flange 2, the seal 4 seals between the flange 2 and the gland, and the seal 6 seals between the gland and

l'élément chauffant 1.the heating element 1.

Les figures 2 et 3 montrent deux façons de monter trois éléments chauffants I sur une bride 2 munie de six presse-étoupes Figures 2 and 3 show two ways to mount three heating elements I on a flange 2 provided with six glands

d'étanchéité.sealing.

Dans la figure 2, trois éléments identiques 1 sont montés circulairement adjacents les uns aux autres alors que dans la figure 3 deux éléments de mêmes dimensions sont montés parallèlement l'un à l'autre et un troisième élément de plus grande dimension est monté perpendiculairement aux In FIG. 2, three identical elements 1 are mounted circularly adjacent each other while in FIG. 3 two elements of the same dimensions are mounted parallel to each other and a third element of larger dimension is mounted perpendicular to the

deux premiers éléments.first two elements.

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Ces deux agencements assurent une bonne convection de l'eau de sorte que les dépôts éventuels de tartre ne colmatent pas le passage These two arrangements ensure a good convection of the water so that the possible deposits of tartar do not clog the passage

entre les différents éléments.between the different elements.

Les figures 4 à 7 représentent le connecteur 7 formé dans une plaque circulaire 12 réalisée dans un matériau isolant. Douze trous 21 à 32 sont percés en cercles à distance régulière autour de la plaque 12 pour former des bornes de raccordement pour Figures 4 to 7 show the connector 7 formed in a circular plate 12 made of an insulating material. Twelve holes 21 to 32 are pierced in circles at a regular distance around the plate 12 to form connection terminals for

les extrémités des éléments chauffants 1. the ends of the heating elements 1.

Les trous 21, 27 et 29 sont isolés des autres alors que, d'un côté de la plaque 12, trois barrettes métalliques 40, 41 et 42 relient les trous 22 et 32, 24 et 26, et 28 et 30 respectivement et que, de l'autre csté The holes 21, 27 and 29 are isolated from the others while, on one side of the plate 12, three metal bars 40, 41 and 42 connect the holes 22 and 32, 24 and 26, and 28 and 30 respectively and that, on the other side

de la plaque 12, une barrette 43 relie les bornes 23, 25 et 31. of the plate 12, a bar 43 connects the terminals 23, 25 and 31.

Enfin, des bouchons 44 ferment les trous des différentes Finally, plugs 44 close the holes of the different

bornes, ces bouchons étant percés lors de la connection des éléments 1. terminals, these plugs being pierced when connecting the elements 1.

On constate que l'on réalise un montage en triangle en alimentant le connecteur aux bornes 24, 28 et 32 et en connectant les trois éléments chauffants aux bornes 22 et 24, 26 et 28, et 30 et 32 respectivement. Par contre, on réalise un montage en étoile en alimentant le connecteur aux bornes 21, 27 et 29 et en connectant les éléments chauffants It is found that a delta mounting is carried out by supplying the connector to the terminals 24, 28 and 32 and connecting the three heating elements to the terminals 22 and 24, 26 and 28, and 30 and 32 respectively. On the other hand, a star assembly is carried out by supplying the connector to terminals 21, 27 and 29 and connecting the heating elements

aux bornes 21 et 23, 25 et 27, et 29 et 31 respectivement. at terminals 21 and 23, 25 and 27, and 29 and 31 respectively.

La figure 8 représente une extrémité de l'élément chauffant 1 Figure 8 shows one end of the heating element 1

dans lequel le fil chauffant 50 est enroulé hélicoldalement. wherein the heating wire 50 is wound helically.

Une tige en céramique 51 possède deux trous 52 pour le passage des deux fils 53 d'un thermo-couple 54 formé à l'extrémité de la tige 51. La tige 51 est elle-même engagée dans un tube 55 traversant un bouchon 56 formé à l'extrémité du tube extérieur 57 de l'élément chauffant 1, pour maintenir le thermo-couple 54 dans l'axe de l'élément 1 et par conséquent de l'hélice formé par le fil 50 à la distance souhaitée de l'extrémité de l'élément 1. Le tube 55 sert également de borne A ceramic rod 51 has two holes 52 for the passage of the two son 53 of a thermocouple 54 formed at the end of the rod 51. The rod 51 is itself engaged in a tube 55 passing through a plug 56 formed at the end of the outer tube 57 of the heating element 1, to maintain the thermo-torque 54 in the axis of the element 1 and therefore of the helix formed by the wire 50 at the desired distance from the end of the element 1. The tube 55 also serves as a terminal

d'alimentation pour le fil chauffant 50. supply for the heating wire 50.

Le fil 50 ainsi que le thermo-couple et ses organes de The wire 50 as well as the thermo-couple and its organs of

support sont noyés dans une poudre isolante 58. medium are embedded in an insulating powder 58.

Le thermo-couple 54 permet de déterminer la température à l'intérieur de l'élément 1 et par conséquent au niveau du fil, ce qui permet de limiter la température de ce dernier pour augmenter sa durée de vie, de limiter la température de l'élément chauffant pour ne pas dégrader le produit à chauffer, et de détecter une épaisseur de tartre ou de dépSt The thermo-couple 54 makes it possible to determine the temperature inside the element 1 and consequently at the level of the wire, which makes it possible to limit the temperature of the latter to increase its life, to limit the temperature of the heating element so as not to degrade the product to be heated, and to detect a thickness of scale or deposition

quelconque ou encore un manque de liquide dans l'enceinte à chauffer. any or a lack of liquid in the enclosure to be heated.

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Dans la variante des figures 10 et 11, on utilise pour le thermo-couple des fils isolés 59, le centrage du thermo-couple 60 dans le fil chauffant 61 étant assuré à l'aide d'un ciment céramique 62 avant le In the variant of FIGS. 10 and 11, insulated wires 59 are used for the thermo-torque, the centering of the thermo-couple 60 in the heating wire 61 being ensured by means of a ceramic cement 62 before

remplissage de la poudre isolante.filling of the insulating powder.

Diverses variantes et modifications peuvent bien entendu être Various variations and modifications can of course be

apportées à la description qui précède sans sortir pour autant du cadre ni made to the above description without departing from the scope and

de l'esprit de l'invention.of the spirit of the invention.

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Claims

1 - Immersion heater, especially for heating natural water, comprising a mounting flange (2), traversed by at least one heating element (1), characterized in that it comprises a gland (3, 5) mounted on the flange to seal between the flange and the heating element. 2 - Immersion heater according to claim 1, characterized by

the fact that the gland is crimped on the flange.

3 - immersion heater according to any one of the claims

1 and 2, characterized in that the flange comprises a rib (10) arranged to cooperate with a flat gasket (11) for sealing between the flange and the wall (8) of the enclosure on which is mounted the heater.

4 - Immersion heater according to any one of the claims

1 to 3, characterized in that it comprises three hairpin heating elements, each end passes through the flange through a gland and is connected to a connector (7) disposed outside the flange. - Immersion heater according to claim 4, characterized in that said connector comprises twelve terminals (21-32) disposed substantially in a circle, the first (21), seventh (27) and ninth (29) terminals being insulated, the second terminal ( 22) being connected to the twelfth (32), the third terminal (23) being connected to the fifth (25) and to the eleventh (31), the fourth terminal (24) being connected to the sixth (26), and the

eighth terminal (28) being connected to the tenth (30).

6 - immersion heater according to claim 5, characterized in that said connector is in the form of a plate (12), the connection (43) between the third, fifth and eleventh terminals being made on one side of the plate , and the links (40, 41, 42) between the second and twelfth, fourth and sixth, and eighth and tenth terminals respectively

being made on the other side of the plate.

7 - immersion heater according to claim 6, characterized in that the terminals are constituted by holes through the plate, said holes being, before the connection of the heating elements, closed

by a plug (44) capable of being perforated.

8 - Immersion heater according to any one of the claims

I to 7, characterized in that the heating wire (50) of the heating element is helically wound, a thermocouple (54) being disposed in

the axis of the propeller.

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9 - immersion heater according to claim 8, characterized in that the thermocouple is mounted in a support tube (55) forming

a power supply terminal for the heating wire (50) of the heating element.