FR3122247A1 - Dispositif de stockage comprenant un organe de sécurité et de régulation à l’effet de polyvalence thermostatique - Google Patents

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Abstract

L’invention propose un dispositif de stockage (10) de fluide comprenant : - un réservoir (11) définissant une cavité de réception d’un fluide et au moins une ouverture d’accès à la cavité de réception, - au moins un corps d’obstruction de ladite au moins une ouverture, - un organe de régulation et de sécurité comprenant au moins un élément conductif (12) monté sur ledit au moins un corps d’obstruction, un thermostat de régulation (30) et un thermostat de sécurité (32), l’un au moins parmi les thermostats de régulation (30) et de sécurité (32) étant disposé au contact dudit au moins un élément conductif (12). Figure pour l’abrégé : Fig. 1

Description

Dispositif de stockage comprenant un organe de sécurité et de régulation à l’effet de polyvalence thermostatique
La présente invention concerne le domaine du stockage et de la distribution de fluide.
L’invention concerne en particulier un dispositif de stockage de fluide comprenant un organe de régulation et de sécurité de la température de fluide dans le dispositif de stockage.
Un tel dispositif de stockage peut être de la forme d’un chauffe-eau pour le stockage, la production et la distribution d’eau chaude pour une installation de chauffage d’un local.
Un chauffe-eau est généralement composé d’un réservoir recevant le fluide et un organe de chauffage, par exemple électrique, disposé à l’intérieur du réservoir pour chauffer l’eau présente dans le réservoir. Cette eau est ensuite distribuée à une installation de chauffage pour réguler la température d’un local, par exemple.
Les chauffe-eaux comprennent également des moyens de détermination de la température à l’intérieur du réservoir. Ces moyens de détermination permettent de connaître la température de l’eau lorsqu’elle est présente dans le réservoir et la température de l’air lorsque le volume d’eau est faible voire nul dans le réservoir. Cette détermination de température est généralement requise par la norme et permet des fonctionnalités de régulation et de sécurité thermiques pour le chauffe-eau.
La fonctionnalité de régulation comprend la régulation de la température d’eau distribuée à l’installation de chauffage. Ceci permet par exemple de réguler l’organe de chauffage de manière à ce que l’eau distribuée à l’installation de chauffage atteigne ou soit maintenue à une température de consigne. Cette température de consigne est par exemple de 65°C.
La fonctionnalité de sécurité comprend la détection d’une température à l’intérieur du réservoir considérée comme critique pour l’utilisateur ou l’intégrité du chauffe-eau. Cette température critique est par exemple une température à laquelle un risque de détérioration du chauffe-eau intervient. Cette température critique est par exemple de 85°C.
Une difficulté majeure pour cette détermination de chaleur est que l’accès au fluide à l’intérieur du réservoir est limité par la géométrie du chauffe-eau. Il serait en effet trop couteux et peu aisé d’intégrer une sonde de température au contact direct de l’eau à l’intérieur du réservoir. La température de l’eau présent à l’intérieur du réservoir doit donc être déterminée de manière indirecte.
Dans les chauffe-eaux existants, ces moyens de détermination de la température comprennent un ou plusieurs thermostats aptes à détecter un seuil de régulation et un seuil critique de sécurité. Les thermostats utilisés sont généralement des thermostats à canne (appelés « rod or stem thermostat » en anglais) ou à capillaire (appelés « capillary thermostat » en anglais) dont l’appendice est disposé directement à l’intérieur d’un fourreau, autrement appelé « doigt de gant », s’étendant à l’intérieur du réservoir.
Les thermostats à canne ont pour avantage de pouvoir détecter deux seuils de température. Un seul thermostat à canne peut ainsi être utilisé pour détecter les seuils de régulation et de sécurité. Toutefois, ils sont peu réactifs et sont donc peu fiables lorsqu’une hausse importante de température intervient rapidement. La sensibilité de ce type de thermostat dépend de leur longueur rendant donc la sensibilité de la mesure de température dépendante de la géométrie du réservoir, en particulier du fourreau dans lequel il est inséré. Ce type de thermostat présente une contrainte géométrique supplémentaire car la nécessaire insertion du thermostat dans le fourreau fige la position de l’interface homme-régulation au niveau du fourreau.
Les thermostats à capillaire sont plus compacts et plus sensibles que les thermostats à canne ce qui les rend très réactifs. Il est aussi possible de les déporter par rapport au fourreau de manière à définir une position de l’interface homme-régulation désaxée par rapport au fourreau. Ils ont toutefois pour désavantage d’être couteux. Les thermostats à capillaire sont généralement utilisés par paire, un thermostat réglé pour déterminer un seuil de régulation et un thermostat réglé pour déterminer un seuil de sécurité. L’intégration de deux thermostats à capillaire a donc un impact significatif sur le coût de fabrication du chauffe-eau.
De manière alternative, il existe également des chauffe-eaux intégrant un ou plusieurs thermostats bimétalliques à contact directement disposés sur une paroi du chauffe-eau, notamment sur une paroi latérale ou en partie supérieure du réservoir. Il est toutefois très difficile de calibrer ces moyens de détermination de température car la température au niveau de ces thermostats n’est pas assez représentative de la température à l’intérieur du réservoir. En effet, le fluide à l’intérieur du réservoir présente différentes températures et la détection de l’évolution de ces températures varie selon la position des thermostats et la nature du test de température réalisé. Ceci rend le positionnement des thermostats difficile. Il est ainsi nécessaire de déterminer au cas par cas une position satisfaisante.
Les parois du réservoir sont réalisées dans un matériau ayant une conductivité thermique ne permettant pas une transmission optimale de la chaleur pour une mesure de régulation et de sécurité. La sécurité du chauffe-eau peut ainsi être déclenchée alors que la température à l’intérieur du réservoir n’a pas encore atteint le seuil de sécurité. Ceci peut être préjudiciable au bon fonctionnement du chauffe-eau et au confort de l’utilisateur car le chauffe-eau se met en défaut trop souvent et de manière erronée.
Il existe donc un besoin pour un dispositif de stockage de fluide, notamment un chauffe-eau, n’ayant pas les inconvénients précités.
En particulier, il existe un besoin pour un dispositif de stockage de fluide, notamment un chauffe-eau, permettant de déterminer la température à l’intérieur du réservoir de manière fiable, réactive et économique.
Pour cela, l’invention concerne un dispositif de stockage de fluide comprenant :
- un réservoir définissant une cavité de réception d’un fluide et au moins une ouverture d’accès à la cavité de réception,
- au moins un corps d’obstruction de ladite au moins une ouverture,
- un organe de régulation et de sécurité comprenant au moins un élément conductif monté sur ledit au moins un corps d’obstruction, un thermostat de régulation et un thermostat de sécurité, l’un au moins parmi les thermostats de régulation et de sécurité étant disposé au contact dudit au moins un élément conductif.
Le dispositif de stockage propose une configuration dans laquelle un élément conductif forme à la fois un support pour une mise en place facilitée des thermostats et un guide de transmission de chaleur pour une meilleure fiabilité de la détermination de la température à l’intérieur du réservoir.
L’élément conductif est utilisé comme conducteur de chaleur entre au moins l’un parmi les thermostats et l’intérieur de la cavité de réception. L’élément conductif est réalisé en un matériau ayant une bonne conductivité thermique ce qui permet au thermostat disposé au contact de cet élément conductif de détecter avec précision une variation de température locale. Cette variation de température locale est représentative d’une variation de température plus globale de sorte que le thermostat au contact de l’élément conductif permet une meilleure régulation et/ou sécurité du dispositif de stockage.
Il est ainsi possible pour l’organe de régulation et de sécurité de détecter de manière réactive et donc fiable le niveau de température à l’intérieur du réservoir. Cette réactivité est ainsi obtenue pour l’ensemble des situations d’usages et anormales envisagées par les tests règlementaires.
L’élément conductif permet également une fonction de support facilitant la mise en place du ou des thermostats. Il est ainsi possible de définir une géométrie de l’élément conductif permettant de se positionner au corps d’obstruction qui permettra une meilleure réactivité de la mesure. On obtient donc une image précise de l’évolution de la température à l’intérieur de la cavité de réception pour réguler et garantir la sécurité du dispositif de manière plus satisfaisante.
Selon des modes particuliers de réalisation :
- ledit au moins un corps d’obstruction est l’un parmi un ensemble assurant l’étanchéité, un bouchon de drainage et une bride de positionnement d’au moins un accessoire à l’intérieur de la cavité de réception,
- ledit au moins un accessoire est une anode de protection cathodique ou un organe de chauffage du fluide présent dans la cavité de réception,
- ledit au moins un corps d’obstruction comprend une bride de positionnement d’un organe de chauffage, le thermostat de sécurité étant disposé au contact dudit au moins un élément conductif monté sur la bride de positionnement,
- l’élément conductif est disposé au contact dudit au moins un corps d’obstruction,
- l’élément conductif est formé par une vis de fixation d’un accessoire audit corps d’obstruction ou un fourreau s’étendant à l’intérieur de la cavité de réception depuis ledit corps d’obstruction, la vis de fixation ou le fourreau formant l’élément conductif de l’organe de régulation et de sécurité,
- l’élément conductif est disposé au contact d’une pièce intermédiaire d’interface au contact dudit au moins un corps d’obstruction,
- ledit au moins un corps d’obstruction comprend une vis de fixation d’un accessoire audit corps d’obstruction ou un fourreau s’étendant à l’intérieur de la cavité de réception depuis ledit au moins un corps d’obstruction, la vis de fixation ou le fourreau formant la pièce intermédiaire d’interface,
- le thermostat de régulation est configuré pour générer un signal d’atteinte de consigne si la température du fluide à l’intérieur de la cavité de réception est égale ou supérieure à une température seuil de régulation, le thermostat de sécurité étant configuré pour déclencher une sécurité si la température du fluide à l’intérieur de la cavité de réception est égale ou supérieure à une température seuil de sécurité, la température seuil de sécurité étant supérieure à la température seuil de régulation,
- le dispositif de stockage comprend en outre un organe de commande d’un organe de chauffage du fluide, l’organe de commande étant configuré pour réguler la commande de l’organe de chauffage en fonction du signal d’atteinte de consigne,
- l’organe de commande est en outre configuré pour placer l’organe de chauffage dans un mode de sécurité lorsque le seuil de sécurité est atteint,
- l’élément conductif présente une conductivité thermique égale ou supérieure à 100 W.m-1.K-1, à 20°C,
- l’organe de régulation et de sécurité comprend un seul élément conductif, les thermostats de régulation et de sécurité étant disposés au contact dudit élément conductif,
- le réservoir définit une première et une deuxième ouvertures d’accès à la cavité de réception, le dispositif de stockage comprenant un premier corps d’obstruction de ladite première ouverture et un deuxième corps d’obstruction de ladite deuxième ouverture, l’organe de régulation le thermostat de sécurité comprenant au moins un élément conductif monté sur le premier corps d’obstruction, l’un parmi les thermostats de régulation et de sécurité étant disposé au contact dudit au moins un élément conductif et l’autre parmi les thermostats de régulation et de sécurité étant monté sur le deuxième corps d’obstruction,
- chacun des thermostats de sécurité et de régulation est l’un parmi un thermostat bimétallique à contact ou un thermistor.
Les dessins annexés illustrent l’invention :
représente schématiquement une vue en coupe d’un premier mode de réalisation du dispositif de stockage comprenant un élément conductif sous forme de plaque fixée à une vis de fixation d’un organe de chauffage.
représente schématiquement une vue de face du premier mode de réalisation du dispositif de stockage.
représente schématiquement une vue en coupe d’un deuxième mode de réalisation du dispositif de stockage comprenant un élément conductif inséré à l’intérieur d’un fourreau s’étendant partiellement à l’intérieur du réservoir à proximité d’un organe de chauffage.
représente schématiquement une vue de face du deuxième mode de réalisation du dispositif de stockage.
Description de mode(s) de réalisation
Le concept de l'invention est décrit plus complètement ci-après avec référence aux dessins joints, sur lesquels des modes de réalisation du concept de l'invention sont montrés. Sur les dessins, la taille et les tailles relatives des éléments peuvent être exagérées à des fins de clarté. Des numéros similaires font référence à des éléments similaires sur tous les dessins. Cependant, ce concept de l'invention peut être mis en œuvre sous de nombreuses formes différentes et ne devrait pas être interprété comme étant limité aux modes de réalisation exposés ici. Au lieu de cela, ces modes de réalisation sont proposés de sorte que cette description soit complète, et communiquent l'étendue du concept de l'invention aux hommes du métier.
Une référence dans toute la spécification à « un mode de réalisation » signifie qu'une fonctionnalité, une structure, ou une caractéristique particulière décrite en relation avec un mode de réalisation est incluse dans au moins un mode de réalisation de la présente invention. Ainsi, l'apparition de l'expression « dans un mode de réalisation » à divers emplacements dans toute la spécification ne fait pas nécessairement référence au même mode de réalisation. En outre, les fonctionnalités, les structures, ou les caractéristiques particulières peuvent être combinées de n'importe quelle manière appropriée dans un ou plusieurs modes de réalisation. De plus, le terme « comprenant » n’exclut pas d’autres éléments ou étapes.
Il est proposé un dispositif de stockage de fluide pour une installation de chauffage. Le dispositif de stockage peut être destiné à stocker de l’eau ou un autre liquide. Cette eau peut être de l’eau de chauffage destinée à circuler dans une installation de chauffage d’un local ou de l’eau sanitaire destinée à être distribuée au niveau de point d’eau d’une installation d’eau sanitaire.
Le dispositif de stockage comprend un réservoir définissant une cavité de réception d’un fluide. Le réservoir est de la forme d’une cuve, par exemple une cuve cylindrique allongée comprenant deux portions d’extrémité fermant la portion cylindrique ou une cuve lenticulaire. Le réservoir peut être destiné à être positionné verticalement ou horizontalement. En d’autres termes, la cuve cylindrique allongée peut être disposée transversalement ou parallèlement au sol.
Le dispositif de stockage comprend également un corps d’obstruction d’une ouverture d’accès à la cavité de réception. Cette ouverture peut être disposée au niveau d’une extrémité du réservoir. De manière générale, l’ouverture peut être formée à tout endroit du réservoir. Lorsque le réservoir est de la forme d’une portion cylindrique fermée par des portions d’extrémité, le corps d’obstruction peut ainsi être disposé au niveau d’une portion d’extrémité ou sur une paroi reliant les deux portions d’extrémité.
L’ouverture d’accès est une ouverture formée dans une paroi de la cuve pour accéder ponctuellement ou de manière régulière à la cavité de réception. Ainsi, cette ouverture peut être réalisée pour le montage du dispositif de stockage, pour son utilisation ultérieure ou bien encore pour sa maintenance. L’ouverture peut également avoir pour fonction l’insertion d’un ou plusieurs organes à l’intérieur de la cuve, comme une anode de protection cathodique ou un organe de chauffage.
La cuve peut comprendre une ou plusieurs ouvertures d’accès respectivement obstrués à l’aide d’un ou plusieurs bouchons d’obstruction.
Le corps d’obstruction peut être un bouchon de regard, un bouchon de drainage ou une bride de positionnement d’un accessoire à l’intérieur de la cavité de réception. Cet accessoire peut être une anode de protection cathodique ou un organe de chauffage du fluide à l’intérieur de la cavité de réception. Plus généralement, le corps d’obstruction peut être un ensemble ou un élément assurant l’étanchéité.
Le corps d’obstruction peut être de forme circulaire, oblongue ou encore rectangulaire. De manière générale, le corps d’obstruction peut être de tout forme permettant d’obstruer l’ouverture.
Lorsque le bouchon d’obstruction est une bride de positionnement, celle-ci peut être réalisée sous la forme d’une seule et même bride formant une portion de réservoir sur laquelle est fixé l’accessoire. De manière alternative, la bride de positionnement peut être réalisée sous la forme de deux brides : une première bride fixée à l’accessoire et une deuxième bride formant une portion de réservoir fixée sur la première bride.
Un organe de chauffage a pour objectif d’élever la température à l’intérieur de la cavité de réception. Cet organe peut être positionné à l’extérieur de la cuve ou à l’intérieur de celle-ci. Dans ce dernier cas, l’organe de chauffage est monté sur une bride de positionnement. L’organe de chauffage peut être inséré à l’intérieur d’un fourreau s’étendant depuis la bride de positionnement vers l’intérieur du réservoir. Dans ce cas, l’organe de chauffage peut être une stéatite. De manière alternative, l’organe de chauffage peut être une résistance blindée ou une cartouche chauffante directement au contact du liquide présent dans la cavité de réception.
Le corps d’obstruction est fixé aux parois du réservoir. L’ouverture d’accès est formée dans les parois du réservoir pour recevoir le corps d’obstruction qui, une fois monté, forme une portion de paroi du réservoir. Le réservoir peut comprendre une contre-bride soudée autour de l’ouverture. Le corps d’obstruction est ensuite assemblé à la contre-bride, par exemple à l’aide de boulons, pour être monté sur le réservoir. Un joint d’étanchéité est prévu entre le corps d’obstruction et le réservoir.
Le dispositif comprend également un organe de régulation et de sécurité permettant de déterminer lorsque la température à l’intérieur du réservoir atteint une température seuil de régulation et une température seuil de sécurité. Pour ce faire, l’organe de régulation et de sécurité comprend au moins un thermostat de régulation et au moins un thermostat de sécurité. La température seuil de régulation est inférieure à la température seuil de sécurité.
La température seuil de régulation correspond à une température de consigne servant de référence pour la régulation de la température du fluide à l’intérieur de la cavité de réception. Pour cela, le thermostat de régulation est configuré pour générer un signal d’atteinte de consigne si la température du fluide à l’intérieur de la cavité de réception est égale ou supérieure à la température seuil de régulation. La température du fluide distribué à l’installation de chauffage est ainsi régulée en fonction de ce signal d’atteinte de consigne, donc du thermostat de régulation. La température seuil de régulation peut être supérieure ou égale à 60°C, par exemple 65°C. La température seuil de régulation est inférieure à la température seuil de sécurité. Selon une configuration possible, un mode de régulation « hors-gel » de l’installation peut être prévu. Dans cette configuration, la température seuil de régulation peut être supérieure ou égale à 10°C.
Le dispositif de stockage comprend en outre un organe de commande de l’organe de chauffage. L’organe de commande est notamment configuré pour commander un organe de chauffage interne ou externe à la cuve en fonction du signal d’atteinte de consigne. En utilisation, l’organe de chauffage est mis en route en l’absence de signal d’atteinte de consigne de manière à élever la température du fluide. Lorsque le fluide atteint la température seuil de régulation, i.e. lorsque le signal d’atteinte de consigne est généré, l’organe de chauffage est éteint. La température du fluide à l’intérieur de la cavité de réception est ainsi régulée en fonction de l’organe de régulation et de sécurité.
La température seuil de sécurité correspond à une température à l’intérieur de la cavité de réception, du fluide stocké ou de l’air lorsque la quantité de fluide stockée à l’intérieur du réservoir est faible ou nul. Cette température seuil de sécurité correspond à une image d’une température du fluide considérée comme critique pour l’utilisateur ou l’intégrité du dispositif de stockage. Plus le thermostat de sécurité est proche de la zone de la cavité de réception où le fluide est à une température maximale, plus la température seuil de sécurité est proche de la température critique. Ainsi, la température seuil de sécurité est inférieure ou égale à la température critique. A titre d’exemple, la température du fluide en partie supérieure de la cavité de réception peut être à 80°C lorsque la température du fluide à proximité du thermostat de sécurité est à 60°C. Dans cet exemple, la température seuil de sécurité peut être fixée à 60°C pour s’assurer que la température maximale du fluide dans la cavité de réception n’excède pas 80°C.
Cette température seuil de sécurité est supérieure à la température seuil de régulation. Le thermostat de sécurité est configuré pour déclencher une sécurité si la température du fluide à l’intérieur de la cavité de réception est égale ou supérieure à une température seuil de sécurité. Cette sécurité correspond par exemple à une coupure d’alimentation électrique de l’organe de commande, ou plus généralement d’un ou plusieurs organes du dispositif de stockage. De manière alternative, le thermostat de sécurité peut être configuré pour générer un signal de sécurité transmis à l’organe de commande pour déclencher la sécurité ou un mode de sécurité.
La température seuil de sécurité peut être supérieure ou égale à 80°C, par exemple 85°C. Cette température seuil de sécurité est fixée notamment en fonction de la position du thermostat de sécurité et de la nature du thermostat de sécurité. Si le thermostat de sécurité est éloigné de la zone de la cavité de réception où le fluide est à une température la plus élevée, la température de sécurité est diminuée de manière à pouvoir déclencher un mode de sécurité au moment où la température réelle du fluide atteint un seuil considéré comme critique pour l’utilisateur ou l’installation.
En utilisation, l’organe de commande peut être configuré pour placer l’organe de chauffage dans un mode de sécurité lorsque le seuil de sécurité est atteint. Ce mode de sécurité peut inclure l’ouverture du circuit électrique alimentant l’organe de chauffage. Il peut autrement être envisagé de réduire fortement le chauffage du fluide pour réduire les risques de dégradation ou de danger. Une alarme visuelle et/ou sonore peut également être déclenchée lorsque le seuil de sécurité est atteint. Ce mode de sécurité peut être tel que le dispositif de stockage ne puisse être remis en fonctionnement par l’utilisateur sans l’intervention d’un technicien.
Les thermostats de régulation et de sécurité peuvent être choisis parmi un thermostat bimétallique à contact ou un thermistor. Le thermostat de régulation est de préférence ajustable de manière à pouvoir faire varier la température seuil de régulation.
L’organe de régulation et de sécurité est disposé à l’extérieur du réservoir. En particulier, l’organe de régulation et de sécurité est monté sur au moins un corps d’obstruction. Au moins l’un parmi les thermostats de régulation de sécurité est disposé sur ce corps d’obstruction. L’autre parmi les thermostats de régulation de sécurité est monté sur un autre corps d’obstruction du réservoir, directement sur une paroi du réservoir ou bien encore sur le même corps d’obstruction. Ainsi, les thermostats de régulation et de sécurité peuvent être disposés à un même emplacement sur le réservoir (e.g. sur un même corps d’obstruction) ou à des emplacements différents (e.g. sur des corps d’obstruction différents).
L’organe de régulation et de sécurité comprend également au moins un élément conductif monté sur un corps d’obstruction entre au moins l’un parmi les thermostats de régulation et de sécurité et le corps d’obstruction. Ainsi, au moins l’un parmi les thermostats de régulation et de sécurité est disposé au contact de l’élément conductif qui est lui-même disposé au contact du corps d’obstruction.
L’organe de régulation et de sécurité peut comprendre au moins deux éléments conductifs. Ainsi, il est possible de monter chacun des thermostats de régulation et de sécurité sur un élément conductif, à des emplacements différents sur le réservoir.
L’élément conductif est réalisé avec un matériau favorisant la conduction de chaleur depuis le corps d’obstruction ou l’intérieur du réservoir vers le ou les thermostats de régulation et de sécurité. Pour cela, l’élément conductif présente de préférence une conductivité thermique égale ou supérieure à 100 W.m- 1.K-1, à 20°C. L’élément conductif est de préférence en cuivre. De manière alternative, l’élément conductif peut être en alliage de cuivre ou en alliage d’aluminium.
L’élément conductif est disposé au moins partiellement au niveau d’une face externe du corps d’obstruction. L’élément conductif peut être installé suivant une première et une deuxième configuration.
Selon la première configuration, l’élément conductif s’étend au moins partiellement en travers du corps d’obstruction. Dans cette première configuration, l’élément conductif peut déboucher à l’intérieur du réservoir de manière à favoriser la transmission de chaleur. L’élément conductif peut également être positionné de manière à être en contact avec le fluide présent à l’intérieur du réservoir pour favoriser d’avantage la transmission de chaleur et ainsi améliorer la réactivité de la détection de température. Dans cette première configuration, l’élément conductif peut être un fourreau ou une vis de fixation d’un accessoire au corps d’obstruction.
Selon la deuxième configuration, l’élément conductif est disposé au contact d’une pièce intermédiaire d’interface elle-même au contact du corps d’obstruction. Ainsi, l’élément conductif est monté le corps d’obstruction sans être en contact avec celui-ci. L’élément conductif peut être de la forme d’une plaque ou un support monté sur une vis de fixation d’un accessoire ou d’un fourreau s’étendant au travers du corps d’obstruction.
L’élément conductif est ainsi utilisé comme vecteur de chaleur ainsi que comme support pour le ou les thermostats qui sont disposés dessus.
Pour favoriser l’échange de chaleur entre l’élément conductif et l’un au moins parmi les thermostats de régulation et de sécurité, l’élément conductif peut comprendre au moins une surface de réception de l’un ou plusieurs parmi les thermostats de régulation et de sécurité. Cette surface de réception peut être plane. L’élément conductif peut former également une surface de connexion en complémentarité de forme avec une portion de la pièce sur laquelle l’élément conductif est monté. Cette pièce peut être le corps d’obstruction ou une pièce intermédiaire d’interface.
L’utilisation de l’élément conductif comme support de fixation et de transfert de chaleur permet une plus grande flexibilité d’installation tout en conservant une réactivité satisfaisante de l’organe de régulation de sécurité. L’utilisation d’un élément conductif permet également l’utilisation de thermostats bimétalliques à contact. En effet, les thermostats bimétalliques à contact ont une géométrie pouvant rendre leur installation difficile selon les surfaces disponibles. L’adjonction d’un élément conductif monté ou non sur une pièce intermédiaire d’interface permet d’envisager différentes configurations efficaces à moindre coûts.
Selon une configuration préférée, le thermostat de sécurité est disposé à proximité d’un organe de chauffage monté sur le réservoir. Cette proximité entre le thermostat de sécurité et l’organe de chauffage permet de faciliter la réponse à une exigence règlementaire sur une chauffe anormale dite « chauffe à sec » (i.e. chauffe sans fluide). De manière encore préférée, l’organe de chauffage est monté sur une bride de positionnement avec le thermostat de sécurité disposé au contact d’un élément conductif monté sur la bride de positionnement.
Pour équilibrer la protection galvanique, le réservoir est isolé électriquement de l’organe de chauffage. Cette isolation est généralement réalisée par un jeu de rondelles et de joints en matériau isolant électrique.
L’utilisation d’une pièce rapportée entre les thermostats de régulation et de sécurité et une pièce du réservoir, e.g. le corps d’obstruction, permet de définir une géométrie adaptée à la fixation des thermostats dans une position préférentielle de transmission de chaleur. En effet, l’élément conductif est ainsi conformé de manière à connecter les thermostats au corps d’obstruction ou à la pièce intermédiaire d’interface. Les surfaces de contact, d’une part, entre les thermostats et l’élément conductif et, d’autre part, entre l’élément conductif et le réservoir sont optimisées pour améliorer la transmission de chaleur depuis le réservoir vers les thermostats. Cette optimisation géométrique permet d’atteindre la réactivité requise sans avoir à ajouter un élément supplémentaire favorisant la transmission de chaleur comme de la pâte thermique. Eviter une telle interface non solide avec cet élément supplémentaire permet d’éviter le surcoût mais également les contraintes normatives associées et de simplifier les actions de maintenance.
Des modes de réalisation du dispositif de stockage sont décrits ci-après en référence aux figures 1 à 4 pour illustrer différentes configurations de montage de l’organe de régulation et de sécurité.
En référence aux figures 1 et 2, un premier mode de réalisation est proposé. Le dispositif de stockage 10 comprend un élément conductif 12 monté sur une vis de fixation 14 d’un organe de chauffage 16 à une bride de positionnement 18. En particulier, l’organe de chauffage 16 comprend une bride secondaire 17 coopérant avec la vis de fixation 14 pour maintenir la bride secondaire 17 contre la bride de positionnement 18. Un joint d’étanchéité 19 est interposé entre la bride secondaire 17 et la bride de positionnement 18 pour les isoler électriquement l’une de l’autre.
Dans ce premier mode de réalisation, la pièce intermédiaire d’interface est la vis de fixation 14. L’élément conductif 12 est donc au contact de la vis de fixation 14. Il a été observé que cette vis de fixation 14 présente une température très proche de la zone froide de l’organe de chauffage 16. De plus, la température de la vis de fixation 14 varie rapidement en réponse à une variation de la température à l’intérieur du réservoir 11. C’est donc une pièce particulièrement représentative de l’évolution de la température à l’intérieur du réservoir 11 et donc un point de mesure de température particulièrement intéressant pour les fonctions de régulation et de sécurité. Il est ainsi possible d’obtenir une détection de niveau de température très réactive.
La vis de fixation 14 comprend une tige de vis 20 et une tête de vis 22. La vis de fixation 14 s’étend au travers de la bride de positionnement 18 et coopère avec la bride secondaire 17 sur laquelle est monté l’organe de chauffage 16. En position de fonctionnement, l’élément conductif 12 entoure au moins partiellement la tige de vis 20. L’élément conductif 12 est disposé entre la tige de vis 20 et la tête de vis 22. En particulier, l’élément conductif 12 forme un trou 26 pour recevoir la tige de vis 20. L’élément conductif 12 est de préférence serré entre la tête de vis 22 et la bride de positionnement 18. En particulier, l’élément conductif 12 est de préférence serré entre la tête de vis 22 et une rondelle d’isolation électrique reposant contre la bride de positionnement 18. L’élément conductif 12 peut être en contact avec la vis de fixation 14 au niveau de la tête de vis 22 et de la tige de vis 20 pour augmenter la surface de contact entre les deux pièces.
L’élément conductif 12 est ici sous la forme d’une plaque s’étendant au moins partiellement autour de la vis de fixation 14. Cette plaque forme au niveau d’une partie centrale un trou de passage de la vis de fixation 14. Ce trou définit une section de passage permettant l’insertion de la tige de vis 20 et empêchant le passage de la tête de vis 22. La plaque forme au moins un plateau 13 de réception des thermostats de régulation 30 et de sécurité 32. Dans l’exemple illustré en figures 1 et 2, deux plateaux 13 sont positionné au niveau de deux côtés opposés de la vis de fixation 14. Chaque plateau 13 porte l’un parmi les thermostats de régulation 30 et de sécurité 32. Les thermostats de régulation 30 et de sécurité 32 sont ainsi déportés au niveau d’une position dont l’accès est aisé sans générer un encombrement important de l’organe de régulation et de sécurité.
L’élément conductif 12 définit une surface de connexion coopérant avec la vis de fixation 14. Cette surface de connexion s’étend depuis un côté de la plaque face à la rondelle d’isolation électrique vers un côté opposé de la plaque faisant face à la tête de vis 22. Cette surface de connexion comprend également une portion circulaire faisant face à la tige de vis 20. L’élément conductif 12 comprend en outre une surface de réception d’un thermostat de régulation 30 et d’un thermostat de sécurité 32. Cette surface de réception est formée par les plateaux 13. La surface de réception est de préférence une surface plane pour faciliter l’installation des thermostats de régulation 30 et de sécurité 32.
Le thermostat de régulation 30 comprend une tige 31 permettant de faire varier la température seuil de régulation selon les besoins de l’utilisateur. Le thermostat de sécurité 32 est ici dépourvu d’une telle tige pour limiter la possibilité de faire varier la température seuil de sécurité pour des raisons de sécurité du dispositif de stockage 10. Cette dernière est en effet modifiable uniquement lors de sa fabrication en usine.
En référence aux figures 3 et 4, un deuxième mode de réalisation est proposé. Le dispositif de stockage 50 comprend un élément conductif 52 monté sur un fourreau 54 d’une bride de secondaire 57. Le fourreau 54, autrement appelé « doigt de gant », peut être initialement destiné à l’insertion d’un thermostat à canne ou à capillaire.
Le fourreau 54 s’étend depuis la bride secondaire 57 vers l’intérieur du réservoir 58. Le fourreau 54 définit une cavité interne ouverte sur l’extérieur du réservoir 58 au niveau de la bride de positionnement 56. En d’autres termes, le fourreau 54 débouche au niveau de la bride de positionnement 56 de sorte qu’il est possible d’y insérer un élément depuis l’extérieur du réservoir 58. Pour cela, la bride de positionnement 56 peut comprendre un évidement ou un trou de passage du fourreau 54 ou de l’élément conductif 52.
Un élément d’isolation électrique est disposé entre le fourreau 54 et la bride de positionnement 56 ainsi qu’entre, le cas échéant, le fourreau 54 et la bride secondaire 57. Cet élément d’isolation électrique peut être une rondelle, un joint ou un manchon selon le montage réalisé.
Dans ce deuxième mode de réalisation, le fourreau 54 forme la pièce intermédiaire d’interface. Le fourreau 54 est au contact du fluide stocké ou de l’air présent à l’intérieur du réservoir 58. Le fourreau 54 présente donc une température très proche de la température à l’intérieur du réservoir 58. C’est donc une pièce particulièrement représentative de la température à l’intérieur du réservoir 58 et donc un point de mesure de température particulièrement intéressant pour les fonctions de régulation et de sécurité.
L’élément conductif 52 est disposé au contact du fourreau 54. Pour améliorer la surface de contact et donc la transmission thermique à l’organe de régulation et de sécurité, l’élément conductif 52 est de préférence inséré au moins partiellement à l’intérieur du fourreau 54. Cette insertion permet également de faciliter la fixation de l’élément conductif 52.
L’élément conductif 52 peut ainsi comporter une première portion 64 destinée à être inséré à l’intérieur du fourreau 54 et une deuxième portion 66 destinée à être positionnée hors du fourreau 54 pour recevoir les thermostats de régulation 60 et de sécurité 62.
La première portion 64 comprend une surface de connexion 68 telle que décrite ci-avant. Cette surface de connexion 68 est de préférence au moins partiellement en complémentarité de forme avec une surface interne du fourreau 54. La surface de connexion 68 peut être cylindrique. Un montage serré de la première portion 64 dans le fourreau 54 peut être prévu.
La deuxième portion 66 comprend une surface de réception 70 du thermostat de régulation 60 et/ou du thermostat de sécurité 62. Cette surface de réception 70 est de préférence au moins partiellement plane pour faciliter l’installation du thermostat de régulation 60 et/ou du thermostat de sécurité 62. La surface de réception 70 comprend une première portion de surface sur un côté de l’élément conductif 52 et une deuxième portion de surface au niveau d’une extrémité de cet élément conductif 52.
Selon une configuration alternative, l’élément conductif 52 pourrait être le fourreau 54. En d’autres termes, l’élément conductif 52 et le fourreau 54 pourraient être une seule et même pièce correspondant à un élément conductif tel que décrit précédemment.

Claims (14)

  1. Dispositif de stockage (10) de fluide comprenant :
    - un réservoir (11, 58) définissant une cavité de réception d’un fluide et au moins une ouverture d’accès à la cavité de réception,
    - au moins un corps d’obstruction de ladite au moins une ouverture,
    - un organe de régulation et de sécurité comprenant au moins un élément conductif (12, 52) monté sur ledit au moins un corps d’obstruction, un thermostat de régulation (30, 60) et un thermostat de sécurité (32, 62), l’un au moins parmi les thermostats de régulation (30, 60) et de sécurité (32, 62) étant disposé au contact dudit au moins un élément conductif (12, 52).
  2. Dispositif de stockage (10) selon la revendication 1, dans lequel ledit au moins un corps d’obstruction est l’un parmi un ensemble assurant l’étanchéité, un bouchon de drainage et une bride de positionnement d’au moins un accessoire à l’intérieur de la cavité de réception.
  3. Dispositif de stockage (10) selon la revendication 2, dans lequel ledit au moins un accessoire est une anode de protection cathodique ou un organe de chauffage du fluide présent dans la cavité de réception.
  4. Dispositif de stockage (10) selon la revendication 3, dans lequel ledit au moins un corps d’obstruction comprend une bride de positionnement d’un organe de chauffage, le thermostat de sécurité (32, 62) étant disposé au contact dudit au moins un élément conductif monté sur la bride de positionnement.
  5. Dispositif de stockage (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’élément conductif (12, 52) est disposé au contact dudit au moins un corps d’obstruction.
  6. Dispositif de stockage (10) selon la revendication 5, dans lequel l’élément conductif est formé par une vis de fixation d’un accessoire audit corps d’obstruction ou un fourreau s’étendant à l’intérieur de la cavité de réception depuis ledit corps d’obstruction, la vis de fixation ou le fourreau formant l’élément conductif de l’organe de régulation et de sécurité.
  7. Dispositif de stockage (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l’élément conductif (12, 52) est disposé au contact d’une pièce intermédiaire d’interface au contact dudit au moins un corps d’obstruction.
  8. Dispositif de stockage (10) selon la revendication 7, dans lequel ledit au moins un corps d’obstruction comprend une vis de fixation d’un accessoire audit corps d’obstruction ou un fourreau s’étendant à l’intérieur de la cavité de réception depuis ledit au moins un corps d’obstruction, la vis de fixation ou le fourreau formant la pièce intermédiaire d’interface.
  9. Dispositif de stockage (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le thermostat de régulation (30, 60) est configuré pour générer un signal d’atteinte de consigne si la température du fluide à l’intérieur de la cavité de réception est égale ou supérieure à une température seuil de régulation, le thermostat de sécurité (32, 52) étant configuré pour déclencher une sécurité si la température du fluide à l’intérieur de la cavité de réception est égale ou supérieure à une température seuil de sécurité, la température seuil de sécurité étant supérieure à la température seuil de régulation.
  10. Dispositif de stockage (10) selon la revendication 9, comprenant en outre un organe de commande d’un organe de chauffage (16, 59) du fluide, l’organe de commande étant configuré pour réguler la commande de l’organe de chauffage en fonction du signal d’atteinte de consigne.
  11. Dispositif de stockage (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’élément conductif (12, 52) présente une conductivité thermique égale ou supérieure à 100 W.m- 1.K-1, à 20°C.
  12. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’organe de régulation et de sécurité comprend un seul élément conductif, les thermostats de régulation (30, 60) et de sécurité (32, 62) étant disposés au contact dudit élément conductif (12, 52).
  13. Dispositif de stockage (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel le réservoir définit une première et une deuxième ouvertures d’accès à la cavité de réception, le dispositif de stockage comprenant un premier corps d’obstruction de ladite première ouverture et un deuxième corps d’obstruction de ladite deuxième ouverture, l’organe de régulation le thermostat de sécurité comprenant au moins un élément conductif monté sur le premier corps d’obstruction, l’un parmi les thermostats de régulation et de sécurité étant disposé au contact dudit au moins un élément conductif et l’autre parmi les thermostats de régulation et de sécurité étant monté sur le deuxième corps d’obstruction.
  14. Dispositif de stockage (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chacun des thermostats de sécurité (32, 62) et de régulation (30, 60) est l’un parmi un thermostat bimétallique à contact ou un thermistor.
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