FR2704559A1 - Dispositif d'élimination du tartre pour l'amélioration de la sécurité des récipients servant à chauffer de l'eau. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif (1) antitartre de protection par thermostat (41) d'une bouilloire électrique ou d'un appareil similaire. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, on dispose un élément de protection en matériau à mémoire de forme ayant la forme d'un ressort (5) autour de l'élément chauffant (2). Par effet de raclage, celui-ci élimine le tartre. En effet, lorsqu'il s'échauffe il s'allonge (5') et se rétracte (5) après retour à la température ambiante. Selon un second mode de réalisation, le dispositif comprend un élément à effet bimétallique, entourant également l'élément chauffant. Lorsqu'on atteint une température déterminée, une partie de cet élément s'écarte de la paroi de l'élément chauffant et fait éclater la couche de tartre.

Description

La présente invention concerne un dispositif anti-tartre pour améliorer la protection d'un récipient servant à chauffer de l'eau et plus particulièrement apte à assurer le fonctionnement correct du thermostat associé à la résistance chauffante d'une bouilloire électrique ou similaire.

Les récipients du type précité sont couramment recouverts d'un dépôt de tartre. En effet l'eau potable utilisée dans ce genre de récipient a une teneur plus ou moins importante en calcaire selon les régions et plus précisément selon la nature du sol de ces régions. I1 est également bien connu que plus la température de l'eau s'élève plus les dépôts de calcaire, à teneur égale, deviennent importants. Or la température atteinte est souvent proche de l'ébullition.

I1 s'ensuit que les parois intérieures se recouvrent d'une couche de tartre mais aussi et surtout la paroi extérieure de la résistance électrique de chauffage. Celle-ci consiste le plus souvent en un serpentin constitué d'un tube conducteur de la chaleur enfermant la résistance proprement dite.

Le dépôt de tartre présente deux inconvénients:
- un rendement moindre, car la couche agit comme une couche thermiquement isolante;
- elle perturbe le fonctionnement du thermostat de sécurité dont est habituellement muni le récipient.

Ce deuxième effet constitue l'inconvénient principal. En effet, le thermostat de sécurité doit réagir instantanément à toute surchauffe de l'élément chauffant en cas de manque d'eau.

Avec un élément chauffant en cuivre, le problème du tartre est en général surmontable grâce à l'excellent coefficient de conductivité thermique du matériau. Ce n'est plus le cas si on utilise, par exemple, de l'acier inoxydable. Le thermostat devient vite inopérant dès que la couche de tartre devient conséquente.

Pour des raisons de durée de vie, notamment, on préfère utiliser de l'acier inoxydable en lieu et place du cuivre revêtu de nickel, ce qui fait que le problème signalé se pose de façon cruciale dans la majorité des cas.

L'invention se fixe pour objet de pallier les difficultés de l'art connu dont certaines viennent d'être rappelées.

Pour ce faire, on prévoit sur l'élément chauffant, un dispositif auto-nettoyant agissant par déformation mécanique due à l'élévation de température.

Dans un premier mode de réalisation, on glisse sur l'élément chauffant, généralement de section circulaire, une pièce ayant la forme générale d'un ressort en matériau à mémoire de forme, ce à proximité du point de prise de température du thermostat.

A chaque fonctionnement de la bouilloire, typiquement dans la gamme 40 à 100 OC, le ressort s'allonge et il se rétracte de la même manière à chaque refroidissement. Par ce mouvement d'aller et retour, le ressort, par raclement, élimine chaque nouveau dépôt de tartre. Il s'ensuit que la surface de la paroi extérieure de la résistance reste propre, ce qui permet un fonctionnement correct et fiable dans le temps du thermostat.

Dans un second mode de réalisation, on utilise des matériaux à caractéristique bimétallique qui se déforment sous l'effet de la chaleur. On place autour de l'élément chauffant toujours dans une région proche de la prise de température du thermostat, un élément comprenant une pluralité d'ailettes ou lames qui vont s'écarter de l'élément chauffant sous l'action de la température. Il s'ensuit que la couche élémentaire de tartre qui se forme à chaque cycle de chauffage est décolée de l'élément chauffant laissant une bonne conductibilité thermique vers le thermostat.

Dans une variante supplémentaire de ce mode de réalisation, la configuration de la pièce à effet bimétallique est telle qu'à la fonction éclatement est ajoutée une fonction de racolage, analogue à celle effectuée dans le premier mode de réalisation, fonction qui améliore encore l'efficacité du dispositif selon l'invention. Il est évident que dans ces réalisations, le matériau bimétallique peut être remplacé par un matériau à mémoire de forme.

Enfin, dans des variantes de réalisation supplémentaires selon lesdits premier et second modes on prévoit des ponts thermiques entre l'élément chauffant et le thermostat de sécurité. Dans ces variantes de réalisation, ce sont les ponts thermiques que l'on protège du tartre.

L'invention a donc pour objet un dispositif anti-tartre pour l'amélioration de la sécurité des récipients servant à chauffer l'eau du type comprenant un élément chauffant à résistance électrique en contact avec l'eau à chauffer et des moyens de mesure de la température atteinte en une zone déterminée de l'élément chauffant, la mise en chauffe de l'eau occasionnant un dépôt de tartre, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément de protection, déformable sous l'effet de la température et disposé sur un élément à protéger près de ladite zone de mesure de la température et en ce qu'au moins une partie du dispositif de protection se déforme, sous l'effet de ladite température, entre au moins deux positions distinctes, de manière à éliminer mécaniquement le tartre qui se dépose sur la paroi extérieure de l'élément à protéger lorsque l'eau est mise en chauffe.

L'invention assure donc un bon fonctionnement des organes de sécurité des récipients servant à l'ébullition de l'eau, en réalisant un nettoyage automatique de l'élément chauffant s'opposant à la formation de tartre, tout en ne mettant en oeuvre que des moyens mécaniques simples. Ces moyens ne nécessitent aucun réglage particulier et sont donc bien adaptés à une réalisation en série d'articles ménagers "grand-public".

L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaitront à la lecture qui suit en regard des figures annexées et parmi lesquelles:
- la figure 1 illustre schématiquement un écorché partiel d'une bouilloire électrique pouvant comprendre un dispositif selon l'invention;
- les figures 2 à 4 illustrent schématiquement des variantes du dispositif de l'invention selon un premier mode de réalisation;
- les figures 5 à 8 illustrent schématiquement deux variantes du dispositif de l'invention selon un second mode de réalisation
- les figures 9-10 et 11-12, respectivement, illustrent schématiquement deux variantes de réalisations supplémentaires selon le premier mode ; et
- les figures 13 et 14 illustrent schématiquement une variante de réalisation supplémentaire selon ledit second mode.

La figure 1 illustre schématiquement l'écorché partiel d'une bouilloire 1. Ce type d'appareil comprend un élément chauffant constitué généralement par un serpentin 2 formant thermo-plongeur et disposé près du fond de la bouilloire 1 et traversant sa paroi 10. Des moyens de fixation 4, explicités dans ce qui suit, permettent de fixer le serpentin 2 à la paroi 10 de la bouilloire. Ils permettent également d'assurer l'étanchéité.

Le serpentin est muni en son extrémité, extérieure à la cavité de remplissage 11, d'un bloc 40 comprenant généralement une prise mâle munie d'une broche de terre connectée aux parties métalliques de la bouilloire 1 et d'un thermostat (non représentés sur la figure 1).

Dans ce bloc 40, s'enfiche une prise femelle 30, extrémité d'un cordon d'alimentation 3 comprenant un câble 32 et une prise mâle 33 destinée à être raccordée au secteur.

L'eau à chauffer est introduite dans la cavité 11 de la bouilloire. Le point de prise de température du thermostat situé dans le bloc 40 est localisé sur l'extrémité du serpentin 2. Ce point de prise de température peut dans un autre mode de construction être situé dans une partie quelconque du serpentin.

Par conduction thermique, lorsque la cavité 11 de la bouilloire 1 est remplie d'eau, il s'établit un équilibre thermique ou du moins une évolution lente de la température de la paroi du serpentin 2 au fur et à mesure que l'eau chauffe. Le thermostat coupe le courant d'alimentation du serpentin lorsqu'une température prédéterminée, en général, la température d'ébulition est atteinte par l'eau à l'intérieur de la cavité 11 de la bouilloire 1.

On conçoit aisément que si on laisse l'eau pendant un temps très long, le niveau d'eau va baisser par évaporation jusqu'à ce que le serpentin 2 ne soit plus recouvert de liquide. C'est le cas également si la bouilloire 1 est renversée par inadvertance. Il est nécessaire dans ce cas que le thermostat coupe très rapidement le courant. Cette action se réalise, dans des conditions normales, par détection d'une élévation rapide et brutale de la température détectée par le thermostat de sécurité situé dans le boitier 40.

On conçoit également que, si le serpentin 2 est recouvert d'une couche de tartre, le fonctionnement du thermostat est perturbé car cette couche de tartre constitue un isolant thermique.

La figure 2 illustre schématiquement un dispositif selon une première variante d'un premier mode de réalisation conforme à l'invention.

On a représente, en écorché partiel, l'extrémité de l'élément chauffant 2. Celui-ci est en général constitué d'un tube métallique étanche 20 rempli d'un matériau pulvérulent 21 conducteur de la chaleur mais isolant électrique. Il peut s'agir de magnésie ou d'un matériau similaire. Un élément d'étanchéité 24 ferme le tube 20 et emprisonne le matériau 21. La résistance chauffante proprement dite 22 est placée coaxialement au tube 20. Elle se présente, le plus souvent sous la forme d'un ressort de faible diamètre par rapport à celui du tube 20.

La résistance 22 est reliée à l'extérieur par un conducteur électrique 23 lui-même connecté aux moyens d'alimentation en électricité (figure 1: 3) via un thermostat représenté schématiquement par la référence 41. Celui-ci est disposé en contact thermique avec l'extrémité du tube 20, point de contact thermique qui constitue le point de prise de température. De façon plus précise, on a introduit dans le tube 20, un second tube 410 de diamètre légèrement inférieur, bon conducteur de la chaleur et se terminant par une surface plane 411 sur laquelle on dispose le thermostat 41. La longueur du tube 410 constitue la zone de prise de contact de température.

Lorsque la température mesurée atteint une valeur déterminée, proportionnelle à la température atteinte par l'élément chauffant à l'intérieur de la bouilloire 1, le thermostat ouvre le circuit électrique et coupe de ce fait l'alimentation en courant de la résistance. La gamme de température atteint par de l'eau est typiquement comprise entre 400 et 1000C. Ce ne sont naturellement que des valeurs données à titre de meilleur illustration de l'invention mais qui n'en limite en aucune façon la portée.

En outre, au lieu d'un thermostat de sécurité classique, on peut utiliser toute sonde de température appropriée associée, par exemple, à des circuits électroniques. Ces dispositions ne résultent que d'un choix technologique à la portée de l'homme de métier.

A l'hystérésis près, phénomène bien connu pour ce type d'organe, la température de l'élément chauffant se stabilise à une valeur déterminée fonction du point d'étalonnage du thermostat de sécurité lors du fonctionnement sans eau. Ce point d'étalonnage peut être ajustable pour certains modèles de bouilloire par des moyens classiques (non représentés).

Selon une caractéristique importante de l'invention, et selon un premier mode de réalisation, on dispose autour du tube 20 un élément 5 en matériau à mémoire de forme. Celui-ci, dans une variante préférée se présente sous la forme d'un ressort à spires jointives ou quasi-jointives lorsque la résistance n'est pas chauffée (température ambiante de l'ordre de 200C). Le diamètre intérieur du ressort 5 est tel que celui-ci est ajusté sur le tube 20.

On suppose implicitement dans l'exemple illustré par la figure 2, que la section du tube 20 de l'élément chauffant 2, comme c'est généralement le cas, est circulaire. Bien que cette disposition soit intéressante car elle est particulièrement adaptée à la réalisation simple des pièces nécessaires: ressort 5, tube 20; elle n'est nullement limitative de la portée de l'invention. Il suffit que la section intérieure du ressort 5 soit adaptée à celle de la paroi extérieure de l'élément chauffant 2.

Lorsque la température de la paroi du tube 20 augmente et également celle de l'eau dans laquelle baigne le ressort 5, celui-ci, sous l'effet de l'élévation de température, s'allonge et racle de ce fait la paroi extérieure du tube 20. Il atteint la position figurée par la référence 5' (partie inférieure de la figure 2).

Lorsqu'on arrête le chauffage, du fait des propriétés propres au matériau constituant le ressort 5: mémoire de forme, il se rétracte de la même manière et reprend sa position initiale. Les flèches de la figure 2 illustrent schématiquement ce mouvement de va-et-vient. De ce fait, le tartre qui se forme à chaque cycle de chauffage est automatiquement éliminé. Le fonctionnement du thermostat 41 n'est donc plus perturbé par des dépôts de tartre, contrairement aux bouilloires de l'art connu.

Dans l'exemple de réalisation illustré par la figure 2, on dispose une bride métallique 4 brasée en 42 sur le tube 20, qui peut assurer la fixation du ressort 5 par son extrémité. Cette bride 4 est destinée à fixer l'ensemble à la paroi 10 (figure 1).

Les figures 3 et 4 illustrent des variantes supplémentaires de ce premier mode de réalisation du dispositif conforme à l'invention.

Les éléments communs à ceux du dispositif illustré par la figure 1 portent les mêmes références et ne seront pas redécrits. On n'a pas représenté sur ces figures le thermostat 41 (figure 2) ni l'alimentation électrique 3.

La différence essentielle consiste dans les moyens d'attache ou de fixation.

Sur la figure 3, on met en oeuvre une bride métallique 4' sertie.

Sur la figure 4, on utilise un joint intermédiaire 43 en silicone par exemple et une bride 4 en plastique.

A titre d'exemples non limitatifs, on peut utiliser des alliages des métaux suivants pour réaliser le ressort: zinc/aluminium/nickel/cuivre. Le nickel n'est pas systématiquement présent.

Les températures de "transformation", c'est-àdire pour lesquelles le ressort 5 se tend ou se détend dépendent de la répartition en pourcentage des constituants.

Les diamètres extérieurs des éléments chauffants sont typiquement 6,25 mm ou 8 mm (valeurs courantes pour ce type d'appareils).

On prévoit donc un ressort 5 adapté au diamètre de l'élément chauffant 2 et en particulier aux diamètres précités.

Dans ces conditions, la longueur du ressort à température ambiante est typiquement de 7 mm et de 15 mm à 800C.

Les figures 5 et 6 illustrent schématiquement une première variante d'un second mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention.

Comme précédemment, on n' a représenté que l'extrémité de l'élément de chauffage 2 proche du thermostat (figure 4: 41; non représenté sur ces figures).

Les éléments communs aux dispositifs représentés par les figures 2 à 4 portent les mêmes références et ne seront redécrits qu'en tant que de besoin.

On a disposé autour du tube 20 un manchon 6 solidaire de ce tube. Il suffit d'ailleurs que celui-ci soit enfilé à force, à froid, de manière à ce qu'il ne puisse glisser le long du tube. On peut également le souder ou utiliser tout autre moyen de fixation approprié. Ce manchon est en matériau à caractéristique bimétallique.

Il comporte une extrémité 60 ayant la forme générale d'un anneau plein disposé près du point de prise de température du thermostat (figure 2: 21), c'est-à-dire généralement proche de la paroi (figure 1: 10). Cet anneau est prolongé par une zone constituée de languettes 61.

En réalité, dans une variante de réalisation préférée, cette dernière zone ne constitue que la prolongation de l'anneau 60. Pour obtenir les languettes 61, on a pratiqué des saignées dans le manchon 6.

Lorsque la température du métal du manchon 6, en contact thermique avec la paroi du tube 20, va atteindre une valeur prédéterminée, on va assister à un mouvement des languettes 61, celles-ci s'écartant de la paroi du tube 20 pour prendre la position représentée en 61' (figure 6). Ceci est dû à la propriété bimétallique précitée du matériau composant le manchon. Naturellement, la bague 60 étant pleine, celle-ci ne subit qu'une dilatation de faible amplitude due à l'élévation de température mais nta pas le degré de liberté offert aux languettes. L'effet bimétallique ne se fait donc pas sentir dans la zone de la bague 60.

Ces dispositions entraînent l'"éclatement" de la couche de tartre qui se forme à chaque cycle de chauffage. Comme précédemment, on obtient donc une élimination automatique du tartre et le fonctionnement du thermostat (figure 4: 41) n'est plus perturbé contrairement à ce qui se passe pour les bouilloires de l'art connu.

Naturellement, le nombre de lamelles 61 n'est pas un paramètre critique. D'une part, l'efficacité augmente avec le nombre de lamelles 61 mais d'autre part, la largeur de chaque lamelle 61 doit être suffisante pour qu'elles restent suffisamment rigides; un compromis est à déterminer, en fonction notamment du diamètre extérieur de l'élément chauffant.

A titre d'exemple, on peut prévoir cinq à six lamelles.

La longueur de protection est également de l'ordre d'une quinzaine de millimètres comme dans le cas du premier mode de réalisation.

Les matériaux utilisables selon ce mode de réalisation peuvent être choisis parmi les suivants, sans que cette liste soit limitative de la portée de l'invention:
- une face intérieure en INVAR ;
- une face extérieure en acier.

La face en acier peut être en acier inoxydable ou en manganèse. I1 faut que les matériaux ne soient pas sensibles à la corrosion ou protégés.

Les figures 7 et 8 illustrent schématiquement une seconde variante du second mode de réalisation du dispositif selon l'invention. Comme précédemment les éléments communs aux dispositifs décrits en relation avec les figures 2 à 6 portent les mêmes références et ne seront redécrits qu'en tant que de besoin.

On n'a pas représenté le thermostat (figure 4: 41) ni l'alimentation électrique (figure 4: 3).

Dans le cadre de ce mode de réalisation particulier, on place à proximité du point de prise de température un élément 7, à base de matériau présentant des propriétés bimétalliques, comprenant également une partie 70 ayant la forme générale d'une bague pleine enserrant l'élément chauffant et des ailes 71 munies de dents 72. Dans l'exemple illustré, l'élément 7 comprend deux ailes 71 munies chacune de trois dents.

A température ambiante (c'est-à-dire en dehors des cycles de chauffe), les ailes 71 ainsi que les dents 72 sont plaquées contre la paroi extérieure de l'élément chauffant 20. Dans l'exemple illustré sur la figure 7, les dents sont repliées en forme de "L", les parties verticales (sur la figure 7) étant dans le prolongement de la paroi de l'aile 71 et les parties repliées (horizontales sur la figure 7) étant en contact avec la paroi extérieure de l'élément chauffant.

Lorsque la bouilloire 1 (figure 1) est mise en chauffe, la température de l'élément chauffant 20 et de l'eau dans laquelle baigne l'élément 7 s'accroit.

Comme dans le cas du dispositif décrit en relation avec les figures 5 et 6, lorsque la température du matériau constituant l'élément 7 atteint une valeur déterminée, en raison de la propriété bimétallique précitée, les ailes 71 vont s'écarter de la paroi de l'élément chauffant 20 et prendre la position référencée 71' sur la figure 8.

Lorsque le cycle de chauffage va être interrompu et la température de l'élément 7 redécroitre vers la température ambiante, les ailes 71' reprennent leurs positions initiales 71.

A l'effet d'"éclatement", similaire à celui rencontré avec le dispositif de la première variante du second mode de réalisation du dispositif selon l'invention (figures 5 et 6), s'ajoute un effet de raclage de la paroi de l'élément chauffant 20 par les dents 72, ce qui augmente encore l'efficacité du détartrage automatique.

Bien que le nombre d'ailes égal à deux (figures 7 et 8), soit un bon compromis entre simplicité de réalisation et efficacité, on peut naturellement adopter d'autres configurations. Le nombre de dents 72 peut naturellement être différent de celui de l'exemple illustré. La conformation de celle-ci peut également être différente de celle représentée. Au lieu de présenter un repli en forme de "L", elles pourraient notamment s'inscrire dans un arc de cercle épousant la forme de l'élément chauffant 20.

Les matériaux utilisables dans le cadre de cette variante de réalisation sont les mêmes que précédemment (dispositif des figures 5 et 6).

Dans les exemples de réalisation décrits jusqu'à présent, le dispositif anti-tartre était disposé près de l'extrémité du serpentin formé par la résistance chauffante 2. Le thermostat de sécurité (fig. 4 : 41) est en contact thermique quasi-direct avec cette extrémité.

Cette disposition est nullement la seule possible. On peut établir un contact thermique avec n'importe quelle zone de serpentin, notamment en prévoyant une pièce intermédiaire conduisant la chaleur au pont thermique.

Les figures 9 à 14 illustrent des exemples de réalisation selon cette configuration. Plus précisément, les figures 9 à 12 illustrent deux exemples de réalisation supplémentaires mettant en oeuvre un matériau à mémoire de forme et les figures 13 à 14 un exemple de réalisation supplémentaire mettant en oeuvre un élément à propriété bimétallique.

Les éléments, sur ces figures, de fonctions similaires ou identiques à ceux des figures précédentes, portent les mêmes références et ne seront redécrits qu'en tant que de besoin.

Sur les figures 9 et 10, qui représentent le dispositif selon l'invention en coupe partielle, selon la section du tube du serpentin formant la résistance 2 (figure 9) et selon un axe parallèle à celui-ci (figure 10).

Dans cette première variante de réalisation supplémentaire, l'élément 8 établissant le contact thermique entre la surface 20 de la résistance 2 et un thermostat de sécurité (non représenté sur cette figure) est constitué par un élément tubulaire comprenant un tube interne 80, en un métal bon conducteur de la chaleur, par exemple en cuivre, et un tube externe de protection 81, par exemple en acier inoxydable. L'extrémité de celui-ci est fixée par soudure, en 810, sur le tube extérieur 20 de la résistance 2. L'autre extrémité du tube 81, ainsi d'ailleurs que du tube 80, est enfilée dans un orifice prévu à cet effet dans la paroi du récipient ou support 4 de l'élément 8. Le tube interne 80 comporte un repli 800 sur lequel on place le thermostat de sécurité (fig. 4 41).

Dans ce cas, il ne s'agit plus de protéger le tube extérieur 20 de la résistance 2 contre le tartre mais l'élément 8 constituant le pont thermique pour qu'il continue à remplir au mieux cette fonction. Aussi l'élément "racleur" à mémoire de forme, par exemple un ressort 5, comme dans le cas des dispositifs décrits en relation avec les figures 1 à 4, est enfilé sur l'élément 8. On suppose que la section extérieure de cet élément 8 est circulaire mais, bien que conduisant à des éléments simples à réaliser, cette dernière condition n'est pas nécessaire. Comme il a déjà été indiqué, il suffit que la section intérieure du ressort 5 soit adaptée à la section externe de l'élément 8.

Sur la figure 8, on a représenté les deux positions extrêmes du ressort : position contractée 5 (température ambiante) et étendue 5' (résistance électrique alimentée en courant et température limite atteinte).

Les figures 11 et 12 représentent en coupe partielle, dans les mêmes conditions que les figures 9 et 10, une configuration différente de l'élément intermédiaire 8 assurant le contact thermique. Dans cet exemple de réalisation, il entoure complètement le tube extérieur 20 de la résistance 2. Il comprend, pour ce faire, un corps principal 82 en forme de manchon cylindrique et deux pattes aux extrémités, composées chacune de deux lames 83 et 84 qui ne sont que le prolongement du corps principal, de part et d'autre de ce corps principal. Ces deux lames 83 et 84 sont jointives et peuvent être soudées l'une sur l'autre.

Au moins une des lames, 83 ou 84, traverse la paroi support 4 et est repliée en une patte supplémentaire 800. Sur cette patte 800, on dispose le thermostat de sécurité (fig. 4 : 41). Une soudure 42 est prévue pour fixer la patte 83 sur la paroi support 4.

Le matériau constituant l'élément 8 est avantageusement constitué par un colaminé, par exemple un colaminé cuivre/acier inoxidable, l'acier inoxydable étant à l'extérieur.

Le tartre aura tendance à se former principalement sur la partie "massive" de l'élément 8, c'est-à-dire sur la surface du manchon 82. Le ressort à mémoire de forme 5 est donc enfilé sur cette zone entre les deux pattes d'extrémité 83-84.

Comme précédemment, on a représenté les positions extrêmes prises par le ressort : 5 et 5'.

Les figures 13 et 14 illustrent schématiquement un exemple de réalisation supplémentaire du dispositif selon l'invention, reprenant les principales dispositions qui viennent d'être décrites, mais mettant en oeuvre un élément à propriété bimétallique référencé 9.

L'élément pont thermique 8 possède une configuration substantiellement semblable à l'élément 8 du dispositif décrit en relation avec les figures 11 et 12 et ne nécessite pas d'être redécrit.

I1 s'agit cependant, non plus d'un élément à mémoire de forme (ressort 5 sur les figures 11 et 12), mais d'un élément à propriété bimétallique.

Il comprend un corps central 90 qui peut être constitué simplement par un manchon cylindrique fendu longitudinalement. Avantageusement, il comprend deux lèvres longitudinales 900 et 901 qui n'en sont qu'un prolongement.

A température ambiante, le manchon est en contact intime avec la surface externe de l'élément 8, également de section circulaire dans l'exemple illustré sur la figure 13. Les ailes 900 et 901 sont pressées l'une contre l'autre.

Lorsque la température dépasse un seuil déterminé, l'élément bimétallique 9 s'ouvre. Le manchon prend la position 90' et les lèvres 900 et 901 s'écartent : positions 900' et 901'.

Ce mouvement de va-et-vient, à chaque cycle de mise en chauffe, fait éclater le tartre qui aurait tendance à se former sur la surface extérieure de l'élément 8 si l'élément 9 n'existait pas.

On obtient donc un mode de fonctionnement similaire à celui obtenu avec les dispositifs décrits en relation avec les figures 5 à 8. Cependant, dans ce cas, on ne protège pas directement la surface du serpentin (surface du tube 20) mais la surface de l'élément pont thermique 8 enfilé, dans l'exemple illustré, sur le tube 20 de la résistance 2.

L'invention n'est naturellement pas limitée aux exemples de réalisation précisément décrits en relation, notamment avec les figures 2 à 14. Comme il a été indiqué, d'autres configurations peuvent être mises en oeuvre et les matériaux utilisables ne sont pas limités à ceux cités pour mieux illustrer l'invention.

Enfin le terme bouilloire, utilisé dans la description doit être compris dans son acceptation la plus large: tout récipient destiné à chauffer un liquide susceptible, du fait précisément de l'élévation de température qui en résulte, d'entartrer l'élément chauffant et de perturber le fonctionnement du thermostat ou de façon plus générale de l'élément de mesure de température dont est muni ce récipient.

On a également supposé que ce dernier élément était disposé, comme c'est le cas général, à l'extérieur du récipient et que le point demesure de température était proche d'une des parois du récipient. Cependant ce n'est nullement limitatif de la portée de l'invention. Il suffit de disposer le dispositif de détartrage automatique selon l'invention sur l'élément chauffant près de ce point de mesure, quelle que soit sa position, voire de disposer plusieurs dispositifs sur l'élément chauffant.

Claims (17)

REVENDICATIONS

1. Dispositif anti-tartre pour l'amélioration de la sécurité des récipients (1) servant à chauffer l'eau du type comprenant un élément chauffant (2) à résistance électrique (22) en contact avec l'eau à chauffer et des moyens (41) de mesure de la température atteinte en une zone déterminée de l'élément chauffant (2), la mise en chauffe de l'eau occasionnant la formation de tartre, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un élément de protection (5, 6, 7, 9), déformable sous l'effet de la température et disposé sur un élément à protéger (2, 8) près de ladite zone de mesure de la température, et en ce qu'au moins une partie du dispositif de protection (5, 61, 71, 90) se déforme sous l'effet de ladite température, entre au moins deux positions distinctes (5, 61, 71, 5', 61', 71', 90'), de manière à éliminer mécaniquement le tartre qui se dépose sur la paroi extérieure (20) de l'élément à protéger (2, 8) lorsque l'eau est mise en chauffe.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un élément de protection (5) en matériau à mémoire de forme, ledit élément de protection (5) prenant une première forme, rétractée, à température ambiante de l'eau et une deuxième forme (5') allongée, lorsque la température de l'eau s'élève et en ce qu'il élimine ledit tartre par effet de raclage mécanique de la paroi extérieure (20, 82) dudit élément à protéger (2, 8) obtenu par allongement et rétraction successifs.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit élément de protection (5) en matériau à mémoire de forme est un ressort à spires jointives dans sa forme rétractée, enroulées autour dudit élément à protéger (2, 8) et en ce que le diamètre intérieur des spires est adapté de manière à ce que ledit ressort (5) frotte sur la paroi extérieure (20, 82) de l'élément à protéger (2, 8), éliminant par effet de raclage ledit tartre.

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérise en ce que l'élément à protéger (2, 8) étant constitué par une pièce métallique (20, 82) de section circulaire, ledit ressort a également une section circulaire.

5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ledit matériau à mémoire de forme est un alliage métallique comprenant au moins du zinc, de l'aluminium et du cuivre.

6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un élément de protection (6, 7) en matériau à propriété bimétallique, ledit élément comprenant une première zone (60, 70) constituée par une bague pleine entourant ledit élément à protéger (2, 8) et une seconde zone (61, 71) comprenant au moins une aile plaquée contre la paroi extérieure (20) dudit élément à protéger (2, 8) lorsque la température du matériau la constituant est inférieure à une valeur déterminée et s'écartant (61', 71') de ladite paroi extérieure (20) lorsque ledit matériau atteint une température supérieure à une valeur déterminée, par l'effet de ladite propriété bimétallique.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite seconde zone est constituée par au moins une lamelle (61) s'étendant dans le long de la paroi extérieure (20) dudit élément chauffant (2) et en contact avec celle-ci lorsque ledit matériau est à une température inférieure à ladite valeur déterminée, ledit tartre étant éliminé par effet d'éclatement lorsque chacune desdites lamelles (61) s'écarte (61') de la paroi extérieure (20) dudit élément chauffant (2).

8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite seconde zone est constituée par au moins une aile (71) s'étendant le long de la paroi extérieure (20) dudit élément chauffant (2) et comprenant chacune au moins une dent (72), chacune de ces dites ailes(71) et dents (72) étant en contact avec ladite paroi extérieure (20) lorsque la température du matériau les composant est inférieur à ladite valeur prédéterminée et en ce que ledit tartre est éliminé par un effet combiné d'éclatement lorsque chacune desdites ailes (71) s'écarte (71') de la paroi extérieure (20) dudit élément chauffant (2) et de raclage mécanique de cette paroi extérieure (20) lorsqu'elle retourne en contact (71) avec celle-ci.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdites dents (72) ont la forme d'un "L".

10. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un élément de protection (9) en matériau à propriété bimétallique, ledit élément étant constitué par un manchon (90) fendu longitudinalement enfilé sur ledit élément à protéger (8) et prolongé par deux lèvres (900, 901), le manchon étant plaqué sur la paroi extérieure (82) dudit élément à protéger (8) et les lèvres (900, 901) jointives lorsque la température du matériau la constituant est inférieure à une valeur déterminée, le manchon (90) s'écartant de ladite paroi extérieure (82) et les lèvres (900, 901) s'éloignant l'une de l'autre, lorsque ledit matériau atteint une température supérieure à une valeur déterminée, par l'effet de ladite propriété bimétallique, ledit tartre étant éliminé par effet d'éclatement lorsque le manchon (90) s'écarte (90') de la paroi extérieure (82) dudit élément à protéger (8).

11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que ledit matériau à propriété bimétallique comporte une face extérieure en INVAR et une face intérieure en acier.

12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que ledit élément à protéger est l'élément chauffant (2).

13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que ledit élément à protéger est un élément intermédiaire (8), conducteur de la chaleur disposé entre ledit élément chauffant (2) et lesdits moyens de mesure (41).

14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit élément intermédiaire (8) est constitué par un premier tube (80) en contact thermique par l'une de ses extrémités avec ledit élément chauffant (2) et un second tube (81) entourant le premier (80) et assurant sa protection contre l'oxydation et en ce que ledit élément de protection (5) est enfilé autour du premier tube de manière à le protéger contre le dépôt de tartre.

15. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit élément intermédiaire (8) comprend au moins une patte d'extrémité (83, 84) en contact thermique avec lesdits moyens de mesure (41) et un manchon (82) enroulé autour dudit élément chauffant (2) et en ce que ledit élément de protection (5, 9) est disposé autour du manchon (82).

16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que les moyens de mesure de température comprennent un thermostat de sécurité (41) destiné à couper des circuits (3) d'alimentation en courant de ladite résistance électrique (22) lorsqu'une température prédéterminée de l'élément chauffant est atteinte.

17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que ledit récipient est une bouilloire.