FR2656668A1 - Automatic thermostatic mixer with built-in reduction gear - Google Patents

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Abstract

Thermostatic mixer device for domestic hot water, with built-in automatic control including a mixer body (1) incorporating a mixing cavity (2) receiving the inlets of hot water (5) and cold water (6), and a reduction gear body (11) as well as an electric motor (15). The mixing cavity (2) contains a revolving bell (3) in which is located a mixing chamber (7) open over part of its perimeter facing the inlets (5 and 6) and on its bottom towards an outlet pipe (9) conveying the mixed water to the flow-control tap. The bell is controlled by the reduction gear, itself driven by an electric motor (15). A temperature sensor (18) located in a housing (10) incorporated into the outlet pipe (9) provides a voltage which is proportional to the temperature to an external electronic circuit which controls the motor (15).

Description

I1 existe des dispositifs connus destinés à réguler la température de l'eau sanitaire telle que celle destinée à la douche, à la baignoire et, plus généralement, à la salle d'eau. I1 are known devices intended to regulate the temperature of sanitary water such as that intended for the shower, the bathtub and, more generally, in the bathroom.

Certains de ces dispositifs sont entièrement manuels : ils sont constitués soit par deux robinets indépendants agissant l'un sur le débit d'eau chaude l'autre sur le débit d'eau froide, ce qui implique un certain nombre de retouche alternées et successives de chaque robinet, d'où un confort d'utilisation soit par un dispositif plus élaboré qui consiste en un robinet mélangeur à double action, commandé par un levier : une action sur ce levier dans le sens vertical règle le débit alors que dans le sens horizontal l'action induit une modification du mélange eau chaude-eau froide et, partant, de la température de l'eau, là aussi une intervention manuelle s'avère indispensable. Some of these devices are entirely manual: they are constituted either by two independent taps acting one on the flow of hot water the other on the flow of cold water, which implies a certain number of alternating and successive retouching each tap, from where comfort of use is by a more elaborate device which consists of a double action mixer tap, controlled by a lever: an action on this lever in the vertical direction regulates the flow while in the horizontal direction the action induces a modification of the hot water-cold water mixture and, consequently, of the water temperature, here too manual intervention is essential.

Un autre dispositif, dénommé mélangeur thermostatique, effectue un réglage de température de l'eau de façon automatique en fonction d'un réglage préalablement effectué; cependant, par la technologie employée, à savoir un empilage de membranes et détendeurs, le système n'est pas précis, possède un temps de réaction trop important pour une douche, est encombrant et d'un coût élevé et son débit est variable en fonction de la température du mélange. Another device, called a thermostatic mixer, performs an adjustment of the water temperature automatically according to a previously made adjustment; however, by the technology used, namely a stack of membranes and regulators, the system is not precise, has too long a reaction time for a shower, is bulky and of high cost and its flow rate varies according to the temperature of the mixture.

Un dispositif plus moderne fait appel à l'électronique pour commander un motoréducteur qui entraîne, au moyen de deux engrenages montés antagonistes, deux robinets, l'un pour l'eau chaude l'autre pour l'eau froide ; du fait de ce montage le dispositif ferme l'un des robinets et ouvre l'autre, un débit diminue l'autre augmente, la loi de variation n'est pas linéaire mais le débit est constant. A more modern device uses electronics to control a geared motor which drives, by means of two counter-mounted gears, two taps, one for hot water the other for cold water; due to this arrangement, the device closes one of the taps and opens the other, one flow decreases the other increases, the law of variation is not linear but the flow is constant.

L'électronique compare en permanance la température et la consigne et effectue la correction au moyen du motoréducteur ; mais pour éviter des phénomènes de pompage dûs à l'inertie, le temps de réponse reste nécessairement trop long pour une douche. The electronics continuously compare the temperature and the setpoint and correct it using the gearmotor; but to avoid pumping phenomena due to inertia, the response time necessarily remains too long for a shower.

Le dispositif selon l'invention élimine ces inconvénients et apporte une amélioration, à savoir :temps de réponse bien inférieur à la seconde, mesure de la température à proximité de la sortie utilisation, le débit est indépendant de la température du mélange, le mélange est homogène, le dispositif est léger et peu encombrant et d'un coût modique. The device according to the invention eliminates these drawbacks and provides an improvement, namely: response time much less than a second, measurement of the temperature near the use outlet, the flow rate is independent of the temperature of the mixture, the mixture is homogeneous, the device is light and compact and inexpensive.

Pour cela un corps de mélangeur, contenant une cloche possédant une ouverture, reçoit deux arrivées d'eau disposées parallèles solidaires du périmètre du corps du mélangeur et une sortie axiale de départ d'eau mélangée. For this, a mixer body, containing a bell having an opening, receives two water inlets arranged parallel integral with the perimeter of the body of the mixer and an axial outlet for mixed water.

L'ouverture disposée sur le périmètre de la cloche possède une dimension égale à l'entraxe des arrivées, cela fait qu'en position médiane de la cloche chaque arrivée est ouverte par moitié et débite la moitié de l'eau qui entre dans la chambre de mélange ; la différence de pression dans les arrivées ne jouant que sur la température, le circuit électronique corrigera, au moyen du moteur la position de la cloche pour obtenir en sortie de la chambre de mélange une température de l'eau égale à celle affichée par la consigne. The opening arranged on the perimeter of the bell has a dimension equal to the center distance of the arrivals, this means that in the middle position of the bell each arrival is opened by half and discharges half of the water which enters the room mixture ; the difference in pressure in the arrivals acting only on the temperature, the electronic circuit will correct, by means of the motor, the position of the bell to obtain, at the outlet of the mixing chamber, a water temperature equal to that displayed by the setpoint .

Le mélangeur comporte son propre réducteur incorporé, dont la sortie est couplée directement à l'axe de commande de la cloche contenant la chambre de mélange. The mixer has its own incorporated reducer, the output of which is directly coupled to the control axis of the bell containing the mixing chamber.

Une forme de réalisation du dispositif complet est représenté en figure 1 dans une vue en coupe
On peut y observer un corps de mélangeur (1) séparé en deux logements dont le premier désigné cavité de mélange (2), contient une cloche tournante (3) possédant une ouverture (4) sur son périmètre.An embodiment of the complete device is shown in Figure 1 in a sectional view
One can observe there a mixer body (1) separated into two housings, the first of which, designated mixing cavity (2), contains a rotating bell (3) having an opening (4) on its perimeter.

La dimension de cette ouverture est équivalente à l'entraxe des deux arrivées (5 et 6), respectivement. d'eau chaude et d'eau froide ; l'ouverture donne accès au volume intérieur de la cloche tournante désigné chambre de mélange (7). The size of this opening is equivalent to the distance between the two arrivals (5 and 6), respectively. hot and cold water; the opening gives access to the interior volume of the rotating bell designated mixing chamber (7).

a cloche tournante (3) effectue une rotation d'un angle équivalent à celui formé par les entraxes des arrivées (5 et 6). a rotating bell (3) performs a rotation of an angle equivalent to that formed by the centers of the arrivals (5 and 6).

Un couvercle (8) referme la cauité de mélange (2) et comporte une conduite de sortie (9) coaxiale, traversée perpendiculairement par un logement de capteur (10) en matière thermoconductrice, la conduite de sortie (9) amène l'eau mélangée à un robinet de débit. A cover (8) closes the mixing tank (2) and has a coaxial outlet pipe (9), perpendicularly crossed by a sensor housing (10) made of thermally conductive material, the outlet pipe (9) brings the mixed water to a flow valve.

Lorsqu'il y a débit d'eau, celle-ci amène le logement de capteur (10) et le capteur (18) lui-même à sa propre température, celui-ci suit les fluctuations de la température et fournit une tension proportionnelle. When there is a flow of water, this brings the sensor housing (10) and the sensor (18) itself to its own temperature, which follows the fluctuations of the temperature and provides a proportional voltage.

Un circuit électronique compare cette tension à celle fournie par un potentiomètre de consigne et corrige au moyen d'un moteur électrique (15) la position de la cloche tournante (3). An electronic circuit compares this voltage with that supplied by a reference potentiometer and corrects the position of the rotating bell (3) by means of an electric motor (15).

Le deuxième logement incorporé au corps du mélangeur, et désigné corps de réducteur (11) contient un train d'engrenages assemblés d'une manière connue pour former un réducteur de vitesse de rotation dont l'axe de sortie (12) est solidarisé à l'axe d'entraînement (13) de la cloche tournante ; l'axe d'entrée du réducteur (14) est solidaire de l'axe du moteur (15), le corps du moteur étant, quant à lui, solidaire par fixation mécanique du corps du réducteur. The second housing incorporated in the body of the mixer, and designated reducer body (11) contains a gear train assembled in a known manner to form a speed reducer whose output axis (12) is secured to the 'drive shaft (13) of the rotating bell; the input axis of the reducer (14) is secured to the axis of the motor (15), the motor body being, in turn, secured by mechanical fixing of the body of the reducer.

Lorsque la cloche tournante se trouve en position médiane, et du fait de la dimension de l'ouverture (4), chaque arrivée (5 et 6) ne peut débiter que la moitié de son débit normal, aux écarts de pression près ; si l'on diminue le débit d'une arrivée on augmente proportionnellement celui de l'autre et le débit global reste invarié; par ailleurs, du fait que le diamètre de la condui te de sortie (9) est égale à celui de chaque arrivée, la pression de sortie est sensiblement égale à la moitié de la somme des pressions d'arrivée, soit pratiquement constante. When the rotating bell is in the middle position, and due to the size of the opening (4), each inlet (5 and 6) can only deliver half of its normal flow, apart from pressure differences; if we decrease the flow of an arrival we proportionally increase that of the other and the overall flow remains unchanged; moreover, because the diameter of the outlet pipe (9) is equal to that of each inlet, the outlet pressure is substantially equal to half the sum of the inlet pressures, being practically constant.

Afin d'assurer une étanchéité convenable entre la cavité de mélange (2) et le corps de réducteur (11) il est prévu d'intercaler un joint d'étanchéité (16) entre la cloche tournante (3) et la cloison (17) séparant la cavité de mélange du réducteur ; la cloison (17) assure aussi un support rigide aux pivots du train d'engrenages.  In order to ensure a suitable seal between the mixing cavity (2) and the reducer body (11), provision is made to insert a seal (16) between the rotating bell (3) and the partition (17). separating the mixing cavity from the reducer; the partition (17) also provides rigid support for the pivots of the gear train.

Claims (8)

REVENDICATIONS 1)Dispositif mélangeur thermostatique à commande automatique intégrée caractérisé en ce qu'il comporte un corps de mélangeur (1) séparé en deux parties désignées respectivement cavité de mélange (2) et corps de réducteur (11) ainsi qu'un moteur (15) un capteur de température (18) placé dans un logement (10), des arrivées d'eau chaude (5) et froide (6) et une conduite de sortie (9) dans laquelle est corporé le logement (10) de capteur et de laquelle est solidaire un couvercle (8) fermant la cavité de mélange (2). 1) Thermostatic mixer device with integrated automatic control characterized in that it comprises a mixer body (1) separated into two parts designated respectively mixing cavity (2) and reducing body (11) as well as a motor (15) a temperature sensor (18) placed in a housing (10), hot (5) and cold (6) water inlets and an outlet pipe (9) in which the housing (10) of sensor and which is integral with a cover (8) closing the mixing cavity (2). 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la cavité de mélange (2) contient une cloche tournante (3) possédant une ouverture (4) donnant accès au volume intérieur de la cloche (3) désigné chambre de mélange (7), et un joint d'étanchéité (16), situé entre la cloche (3) et la cloison (17) et qui assure l'étanchéité entre la cavité de mélange (2) et le corps de réducteur (11). 2) Device according to claim 1 characterized in that the mixing cavity (2) contains a rotating bell (3) having an opening (4) giving access to the interior volume of the bell (3) designated mixing chamber (7), and a seal (16), located between the bell (3) and the partition (17) and which seals between the mixing cavity (2) and the reducer body (11). 3) Dispositif selon la reuendication 1 caractérisé en ce que le corps de réducteur (11) contient un train d'engrenages assurant une réduction de la vitesse de rotation du moteur (15), les axes des engrenages étant supportés par la cloison (17) et que l'axe de sortie (12) du réducteur entraîne l'axe de commande (13) de la cloche (3). 3) Device according to reuendication 1 characterized in that the reducer body (11) contains a gear train ensuring a reduction in the speed of rotation of the motor (15), the axes of the gears being supported by the partition (17) and that the output axis (12) of the reducer drives the control axis (13) of the bell (3). 4) Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que l'ouverture (4) dans le périmètre de la cloche (3) possède une dimension sensiblement égale à l'entraxe des arrivées (5 et 6) et que la chambre de mélange (7) est ouverte sur la conduite de sortie (9). 4) Device according to claims 1 and 2 characterized in that the opening (4) in the perimeter of the bell (3) has a dimension substantially equal to the center distance of the arrivals (5 and 6) and that the mixing chamber (7) is open on the outlet pipe (9). 5) Dispositif selon une des revendications précédentes caractérisé en ce que la cloche tournante (3) effectue une rotation d'un angle équivalent à celui formée par les entraxes des arrivées (5 et 6). 5) Device according to one of the preceding claims characterized in that the rotating bell (3) performs a rotation of an angle equivalent to that formed by the centers of the arrivals (5 and 6). 6) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte un moteur électrique (15) pouvant tourner dans les deux sens et qui est rendu solidaire du corps du réducteur (11) par des moyens mécaniques connus. 6) Device according to claim 1 characterized in that it comprises an electric motor (15) which can rotate in both directions and which is made integral with the body of the reducer (11) by known mechanical means. 7) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte une conduite de sortie (9) traversée par un logement de capteur (10) en matière thermoconductrice, et solidaire d'un couvercle (8) fermant la cavité de mélange (2). 7) Device according to claim 1 characterized in that it comprises an outlet pipe (9) through which a sensor housing (10) made of thermally conductive material, and secured to a cover (8) closing the mixing cavity (2 ). 8) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les arrivées d'eau chaude et froide (5 et 6) traversent la paroi du corps de mélangeur (1) à la hauteur de la cavité de mélange (2).  8) Device according to claim 1 characterized in that the hot and cold water inlets (5 and 6) pass through the wall of the mixer body (1) at the height of the mixing cavity (2).
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