WO2000016592A1 - Resistance de chauffe a deformation thermique angulaire pour bouilloire et controle de chauffe a sec associe - Google Patents

Resistance de chauffe a deformation thermique angulaire pour bouilloire et controle de chauffe a sec associe Download PDF

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WO2000016592A1
WO2000016592A1 PCT/FR1999/002143 FR9902143W WO0016592A1 WO 2000016592 A1 WO2000016592 A1 WO 2000016592A1 FR 9902143 W FR9902143 W FR 9902143W WO 0016592 A1 WO0016592 A1 WO 0016592A1
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WO
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resistor
heating
contact
resistance
heating resistor
Prior art date
Application number
PCT/FR1999/002143
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English (en)
Inventor
Claude Perrin
Jean-Marie Balandier
Laurent Guegan
Sylvain Thiriat
Michel Klinger
Original Assignee
Seb S.A
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Filing date
Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B1/00—Details of electric heating devices
    • H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
    • H05B1/0202—Switches
    • H05B1/0216—Switches actuated by the expansion of a solid element, e.g. wire or rod
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/78—Heating arrangements specially adapted for immersion heating
    • H05B3/82—Fixedly-mounted immersion heaters

Definitions

  • the present invention relates to the field of electric heating of water by an appliance of the kettle type, and in particular the control of the dry heating of the heating resistance.
  • the document FR 1 084 348 describes an iron composed of a device for temperature control comprising two elements with different thermal expansion coefficients.
  • the element with a high temperature coefficient is the soleplate of the iron.
  • the element with a low temperature coefficient is a rod.
  • the soleplate expands and allows the rod to move.
  • the latter is, on the other hand, connected to the device controlling the heating.
  • the movement of the rod is transformed and amplified so as to open electrical contacts in the electrical supply circuit of the heating element.
  • This solution which is well suited to a free heating surface like an iron, requires a large heating surface so that the expansion is substantial. This surface limits the reactivity of such a system.
  • application GB 2261 770 describes, for an electric liquid or gas heater, a device for interrupting the electric supply of the heating resistor, by a rigid rod thermally linked to the resistor heating. By its elongation following the increase in temperature, it pushes the blade of a switch which opens the supply circuit of the heating resistor.
  • This solution which is more advantageous in terms of its implementation than the previous solution, however has the drawback of requiring an intermediate member that expands.
  • the object of the present invention is to overcome the drawbacks of the devices of the prior art, whose detection systems are slow, and have a high inertia.
  • the problem of reactivity is all the more important as the specific power of the heating resistance is high.
  • an increase in the specific power makes it possible to reduce the length of the heating resistor and therefore to reduce the manufacturing costs.
  • heating resistors with specific powers greater than 30 W / cm 2 are already used.
  • the object of the present invention is therefore to remedy the drawbacks of your aforementioned documents by presenting a device for detecting overheating of an electrical heating resistor of a household appliance for heating liquid, comprising in particular a liquid tank in which is arranged an arcuate heating resistor, having two branches, the connectors of which, located at the ends, are located outside the liquid reservoir where they are connected to contacts of an electrical supply circuit.
  • the arcuate resistor is made so as to present an angular thermal deformation between its two branches capable, beyond a deformation threshold, of interrupting at least one connection between two contacts or between a resistance connector and a contact at within the supply circuit.
  • the angular thermal deformation interrupts the connection between a movable end connector and its corresponding contact, the other connector being fixed.
  • This arrangement allows the angular deformation of the resistor to be transferred to a single connector, thereby increasing the amplitude of the movement thereof, facilitating the use of this movement to interrupt the electrical connection.
  • an intermediate mechanical part is connected between the branch (es) of the resistor and the electrical contact (s) in order to amplify the angular opening movement of the two branches of said resistance during overheating thereof, said movement interrupting at least one connection between two contacts or between a resistance connector and a contact within the supply circuit.
  • the opening of the electrical circuit is thus secured by the amplitude of the movement inducing this opening.
  • a jumper is physically linked to the two branches of the resistor oriented substantially in the same direction, said jumper being connected, on its curved part, to at least one electrical contact inserted in the supply circuit. electrical resistance.
  • an intermediate piece is in connection with the branch or branches of the resistor in order to amplify the movement due to the angular thermal deformation between the two branches and to apply this movement to the contact or contacts to interrupt the connection with the corresponding connector or contact.
  • This mechanical part can have various forms, such as a lever, a rod, making it possible to adapt the amplification of the movement to the configuration of the device.
  • the mechanical part is a lever, a first arm of this lever being in mechanical connection with one of the branches of the resistor at its connection, the second arm of this lever being linked to a rod rigid carrying an electrical contact capable of closing the electrical circuit supplying the heating resistor.
  • This first lever when the heating resistor overheats, amplifies the movement of movement of the connector from the branch of the resistor, by moving the electrical contact away from the connector.
  • This amplification by displacement in the opposite direction of the connector and of the contact can be significant, depending on the length of the two arms of the lever, and can allow an amplification by a factor of 2 to 5 of the movement of the connector linked to the angular opening of the two. branches.
  • This device is its very high reactivity as well as its reversibility.
  • the advantage of a very reactive system is obvious in the event of overheating. However, after the power supply to the heating resistor has been cut off, it very quickly returns to its initial state. A new heating cycle can then be undertaken, while the resistance has not yet evacuated all the stored energy. By repeating this operation several times in succession, the total energy stored may be sufficient to deteriorate the heating resistance.
  • one of the improvements made to the basic device is to prevent the electrical resistor from being re-energized immediately after it has overheated, by an inertial device.
  • This device is in mechanical connection with at least one branch of the electrical resistance and an electrical contact located in the electrical circuit supplying said resistance. Said device exhibits, during an overheating of the heating resistor, an unstable state such that the supply circuit of the heating resistor cannot be closed at the level of the contact linked to the inertia device, and returning to its stable state , where the supply circuit of the heating resistor can be closed again, in a time interval allowing the heating resistor to cool.
  • the inertia device is a bimetallic element with sudden reversal, on the one hand in thermal connection with the heating resistor, and on the other hand in mechanical connection with an electrical contact inserted in the circuit d supply of the heating resistor, said bimetallic element being calibrated to change its curvature during an overheating of the heating resistor, and capable of preventing the closing of the supply circuit of the heating resistor as soon as this change of curvature is obtained.
  • This device secures the overheating detection device since the bimetallic element is a reflection of the temperature presented by the heating resistor. Consequently, this element being by construction calibrated for a certain temperature, it will only regain its initial shape for this temperature, therefore a function of the temperature of the resistor. This device therefore makes it possible to be able to carry out a new heating of the resistance only when the temperature of this heating resistance is less than a value which can be defined by the choice of the bimetallic element.
  • a copper sleeve is advantageously arranged at the interface between the heating resistance and the bimetallic element.
  • the inertial device by bimetallic element very safe, can be replaced by a faster device, while remaining very reliable.
  • the system described above requires that the heating resistance drop below a certain temperature before it can be fed again. The time required for this situation is not known a priori.
  • the inertia device can be a time device, such as an air bellows, in mechanical connection with on the one hand an electrical contact inserted in the supply circuit of the heating resistor, and on the other hand with a lever. , itself in connection with one of the electrical connections of the heating resistor.
  • Said lever is capable, during an overheating of the heating resistance, by the angular deformation of said resistance, to compress the bellows in order to open the supply circuit of the heating resistance. The circuit cannot then be closed until the bellows has returned to its initial position.
  • the parameter that can thus be adjusted is the time between two successive supplies of the heating resistor.
  • the determination of the "dead" time during which the inertial device is operational can be adjusted by the nature of the bellows but also by the mechanical element. Indeed, if this is a lever, by playing on the respective lengths of each arm, in connection on the one hand with one of the electrical connections and on the other hand with the bellows, it is possible to amplify the angular movement resistance to adjust the height of compression of the bellows and therefore the time it will take for this bellows to return to its initial position.
  • the lever or one of the levers comprises a spring with crossing neutral point capable of maintaining this lever in two stable positions.
  • the lever also comprises a third arm opening to the outside and constituting, for the user, a member for starting and stopping the electrical supply of the heating resistor.
  • the heating resistor comprises an internal resistive wire surrounded by magnesia, said wire being eccentric in magnesia, so that, during heating of the resistor, different thermal expansions are generated within this resistor , leading to an angular deformation of the two branches of the resistor, one with respect to the other.
  • This particular arrangement is one of the means making it possible to obtain the expected effect of angular thermal expansion of the heating resistance.
  • one of the branches of the electrical resistance is mechanically immobilized on a support of the subassembly or on the frame of the kettle, the other branch being mounted movably in a sealed overmolding.
  • This arrangement allows the opening of the electrical circuit to be concentrated at the level of a single contact, the management of two movable contacts being more expensive and delicate.
  • the waterproof overmolding is made of silicone, an inexpensive and well controlled material.
  • FIG. 1a represents a heating resistor according to the present invention according to a first configuration, when the kettle is not used
  • FIG. 1 b represents the same resistance as in the previous figure, during an overheating of the heating resistance
  • FIG. 2 shows, in a section along the axis 11-11 of FIG. 3a, a detail of the connection of the heating resistor in a second configuration of the invention
  • FIGS. 4a to 4d illustrate the operation of the dry heating detection device according to a third configuration of the invention
  • FIG. 5 illustrates a fourth variant of the invention
  • FIG. 6 shows a section of the heating resistance, along the axis Vl-Vl of FIG. 1a,
  • the electrical resistance is of arcuate shape.
  • arcuate resistor any resistor having at least one forming radius, as opposed to linear resistors. It can therefore be resistors of simple U shape, having a single forming radius, or more complex, double U, spiral, twisted, ...
  • the resistance presented has a general U-shape, without limiting the present invention to this single type of embodiment. It is moreover important to point out that the amplitude of the angular deformation is all the more important as the number of forming radii is important.
  • the resistance used is a highly charged resistance, with a specific power greater than 30 W / cm 2 .
  • This resistor depending on its manufacturing method, may have angular thermal deformation, that is to say that under the effect of an increase in temperature, the two branches of the resistor, initially parallel, move apart or come closer together. one of the other. This effect can be achieved in different ways.
  • the heating resistor consists of a tube (15) containing a resistive wire sausage (14), surrounded by magnesia (13).
  • One of the effective means for obtaining such a deformation property is to offset the resistive wire (14) in the tube (15).
  • magnesia (13) does not uniformly surround this resistive wire (14).
  • the particular arrangement of the wire (14) causes asymmetric heating of the magnesia (13) and the tube (15), causing thermal expansions of different amplitude. This results in a deformation of the resistance (1).
  • the resistor (1) is bent in a U-shape for example, its two branches (1a, 1b) approach or move away from each other depending on whether the eccentricity of the wire (14) occurs towards the outside or inside the forming.
  • the branches (1a, 1b) of the latter move apart. one in relation to the other. This eccentricity is visible in Figures 1a and 6.
  • the resistance (1) is sufficiently cooled so that the movements of the two branches (1a, 1b) are greatly reduced. It is thus observed, for a resistance having a length of branches of 110 mm, relative displacements of the branches of the order of 2 mm in the presence of water (ie an angular opening of 1.1 °). The difference in spacing of 3 mm depending on the presence or absence of water can then be used to control a device for interrupting the electrical supply to the heating resistor.
  • This plate (6) can be made, for example, of stainless steel.
  • the second branch (1 a) of the resistor (1), carrying the electrical connector (2a) crimped in a second connection terminal (12a), is movably mounted in a silicone overmolding (4), the latter also ensuring the tightness at the level of the passage of the branches of the resistance towards the electrical connections.
  • the heating resistor (1) has a deformable jumper (10), disposed between its two branches, said jumper being partially curved in its central part when the resistor is cold.
  • the movable branch of the resistor (1) moves aside and lengthens the jumper. Its central part, initially curved, tends to stretch.
  • This arrangement makes it possible to transform the angular displacement of the heating resistance into a linear displacement, easily exploitable, while amplifying the amplitude of the movement. Indeed, for an opening of the resistance of 3 mm, it is possible to obtain a displacement of 5 mm from the center of the rider.
  • Such a device can be economically used in many cases.
  • the significant reactivity of the device and its reversibility can generate an accumulation effect. Indeed, if the resistor takes 5 seconds to react and therefore open its supply circuit, it also takes 5 seconds to return to its initial state. Thus a heating of 5 seconds every 5 seconds is possible.
  • An improvement of this system is to avoid such a possibility because the energy accumulated during the 5 seconds of heating does not have time to dissipate during the 5 seconds of heating stop. A new heating would cause then a new accumulation of energy coming to be added to the first. As the temperature of the resistor increases, it would then be possible to seriously damage the environment of the heating resistor. In order to avoid such a phenomenon, it is advantageous to prohibit 2 consecutive dry heaters.
  • FIG. 3a presents a second configuration of the present invention having a device making it possible to interrupt the electrical supply of the heating resistor in the event of dry heating, this device being able to be coupled to an assembly prohibiting several consecutive dry heaters.
  • the device for interrupting the electrical supply to the heating resistor comprises a first lever (24) articulated around an axis (28) of rotation of the lever (24).
  • This lever in its function of dry heating switch, comprises two arms located on either side of the axis (28), the first (29) located at the connector (2a) and capable of being actuated by the latter during the thermal deformation of the resistor (1), and a second arm (27) arranged perpendicular to the first, in connection with a rigid rod (21) for supplying electrical power to the heating resistor (1), the end of which is terminated by a contact (22a), connection point of the connector (2a) to the electrical supply circuit.
  • This second arm (27) can be located in a direction other than that indicated without departing from the scope of the present invention, the arrangement presented constituting only an exemplary embodiment.
  • the lever (24) comprises a third arm (26) located in the extension of the first arm (29) beyond the axis (28) and opening out to the frame of the apparatus.
  • This arm (26) can then be operated by the user as an on / off button for the heating appliance, as will be described below.
  • the contact (22b) is in permanent connection with the contact (2b) of the branch (1b) of the heating resistor
  • the branch (1a) of the heating resistor (1) is deformed by moving away from the branch (1b) in a flexible zone (20) sealed, which can be made, for example, of silicone.
  • the connector (2a) then moves away from the contact (22a).
  • This deformation moreover, causes, by interaction between the connector (2a) and the arm (29), a rotation of the lever (24) clockwise, which induces a support of the arm (27) on the rod (21) .
  • This has the effect of moving the contact (22a) away from its original position in a direction opposite to the movement of the connector (2a).
  • This device is advantageously supplemented by a delay device preventing the heating resistor from being able to be immediately supplied when a dry heating has just occurred.
  • This delay device comprises an element changing state during overheating and having an inertia to return to its initial state, the state during overheating preventing the closing of the electrical circuit supplying the heating resistor.
  • a metal bimetallic strip (18) with abrupt reversal is placed in thermal contact with the heating resistor (1).
  • This contact can be established directly on the resistor or, preferably, on a sleeve (16) made of a material having a high coefficient of thermal conduction, such as copper.
  • Figure 2 illustrates such an arrangement, where a copper sleeve (16) is placed in the outer tube (15) of the heating resistor (1). Also visible in this figure, the resistive heating wire (14), the connection terminal (12a), carrying the electrical connector (2a), in connection with the resistive wire (14).
  • the bimetallic element (18), by its movable and reactive part, is in contact with one end of a spacer (19), fixed to the regulating sub-assembly, of generally elongated shape, made of an insulating material.
  • This spacer (19), by its other end, is itself in contact with the rod (21) for supplying electrical power to the heating resistor, according to an elbow (23) formed in this rod (21).
  • the mounting of this device is such that when the switch (26) is switched from the "OFF" position to the "ON" position, symbolized by the passage from FIG. 3a to FIG. 3b, the movable part of the element bimetallic (18) is in contact with the spacer (19) on a first end thereof, the rod (21), by its elbow (23) also being in contact with the part (19) on its second end.
  • the latter Due to the thermal inertia of the bimetallic element (18), the latter will remain in its unstable position, where the movable part is distant from the branch (1a) of the resistor (1), as long as the latter presents a high temperature.
  • the branch (1a) of the resistor (1) will therefore tend to return to its initial position well before the bimetallic strip is deactivated. Consequently, it will be stopped in its course by interaction between the movable part of the bimetallic strip (18) and the spacer (19).
  • Figures 4a to 4d show a second device for delaying a new power supply to the heating resistor when it has just undergone dry heating.
  • This device comprises a bellows (50) whose air leak is calibrated.
  • the bellows (50) is held by its base to the support (33) of the heating sub-assembly.
  • a second lever (42) makes the connection between the bellows, by an arm (44), and the electrical connector (2a) of the deformable branch (1a) of the heating resistor (1), by an arm (49), the two arms (42,44) being located on either side of the axis of rotation (48) of the lever (42).
  • the movable part of the bellows (50) also carries, by a rigid rod, two separate contacts (32a, 41a).
  • the contact (32a) is capable of establishing an electrical connection with the connector (2a), the contact (41a) being itself capable of establishing an electrical connection with the contact (41b) linked to the electrical circuit for supplying the resistor. electric (1). Furthermore, the connector (2b) of the second branch (1b) of the resistor (1) is permanently held against the contact (32b) of the electrical supply circuit. This circuit can therefore only be opened in two places: at the connector (2a) or at the contacts (41a, 41b).
  • This lever comprises a first bent arm (39) which can interact mechanically with the connector (2a) in the event of overheating as well as a second arm (37) preferably perpendicular to the first and intended to open the contacts (41a, 41b), both arms (37, 39) being located on either side of the axis of rotation (38) of the lever (34).
  • the contact (41a) is compressed on the contact (41b), slightly deforming the rod (51) carrying the contact (41b).
  • the arm (37) of the lever (34) also tends to deform the rod (51) in order to move this contact away from the contact (41a).
  • this arm (37) effectively or not separates the contact (41a) from the contact (41b). In any case, the resistance is no longer supplied by opening the electrical supply circuit at the connector (2a).
  • the return of the branch (1a) of the heating resistance is rapid ( Figure 4d), and much faster than the time taken by the bellows to return to its original position.
  • the bellows (50) can be calibrated to return to its stable position after the time necessary for the resistor (1) to cool.
  • the contacts (41a, 41b) allow an opening of the electric circuit supplying the heating resistance independently of the opening of this same circuit due to the inertia device.
  • Figure 5 shows a simplified variant of the latter device, where the lever (60) has, by a spring (61), two stable positions.
  • This lever (60) comprises an axis of rotation (64), a first arm (66) in connection with the connector (2a), a second arm (68) in connection with a bellows (70), as well as a third arm (72) acting as an on / off switch, the three arms being arranged in a manner similar to the previous variants.
  • a support (65) comprises the elements described above and allows the mechanical resistance of the resistance 0).
  • the connector (2a) moves away from the contact (62a), reinforced by the distance of the contact (62a), carried by a rod (63) linked to the bellows (70), said bellows being compressed by the arm (68) under the action of the rotation of the lever (60). This keeps this position, the spring (61) having passed its neutral point. As long as the user has not flipped the switch to the "ON" position, the bellows cannot move to its original position and therefore prohibits the closing of the electrical supply circuit of the resistance (1).
  • An additional advantage of such a device is its great compactness. This small footprint allows to present a sub-assembly in one piece that can be inserted simply through an orifice in the kettle, which saves considerable time during the step of mounting the kettle.
  • the invention finds its application in the technical field of household appliances for heating liquid, such as kettles.

Landscapes

  • Thermally Actuated Switches (AREA)

Abstract

L'invention concerne une résistance (1) de chauffe comportant un fil résistif interne entouré de magnésie et excentré afin de provoquer une déformation angulaire de la résistance (1) lorsque celle-ci chauffe. Cette résistance est utilisée dans un dispositif de détection de surchauffe d'un appareil électroménager de chauffage de liquide, comportant notamment un réservoir à liquide au sein duquel est agencée la résistance de chauffe (1) de forme arquée présentant deux branches (1a, 1b) sensiblement parallèles, la résistance (1) présentant une déformation thermique angulaire entre ses deux branches susceptible, au delà d'un seuil de déformation, d'interrompre au moins une liaison entre deux contacts ou entre un connecteur de résistance (2a) et un contact (22a) au sein du circuit d'alimentation. L'amplitude du mouvement peut être amplifiée par un élément mécanique (24). Avantageusement, un dispositif à inertie (18) empêche une nouvelle chauffe de la résistance (1) lorsqu'une surchauffe de celle-ci vient d'avoir lieu.

Description

RESISTANCE DE CHAUFFE A DEFORMATION THERMIQUE ANGULAIRE POUR BOUILLOIRE ET CONTROLE DE CHAUFFE A SEC ASSOCIE
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention se rapporte au domaine du chauffage électrique de l'eau par un appareil de type bouilloire, et notamment le contrôle de la chauffe à sec de la résistance de chauffe.
TECHNIQUE ANTERIEURE
Il est connu, dans le domaine du chauffage électrique de l'eau à l'aide d'un appareil de type bouilloire, de prévoir un moyen de contrôle et d'interruption de l'alimentation électrique de la résistance de chauffe de l'appareil lorsque celui-ci est mis en marche alors qu'il ne contient pas d'eau. Habituellement, cette surchauffe de la résistance, couramment appelée chauffe à sec, est détectée par un bilame en contact thermique avec la résistance de chauffe. Ce bilame peut être en contact direct ou indirect avec la résistance de chauffe, selon que celle-ci est apparente ou cachée, c'est-à-dire sous le fond du récipient contenant l'eau.
Ces bilames, tels que décrits dans la demande EP 0 524 096, sous l'action de l'élévation de température du support sur lequel ils sont disposés, suite à la surchauffe de la résistance de chauffe, se déforment et sont donc susceptibles de venir actionner un interrupteur afin d'ouvrir le circuit d'alimentation de la résistance de chauffe. De tels dispositifs sont donc des moyens extrinsèques de détection de surchauffe de la résistance de chauffe. Ils peuvent donc présenter des défaillances et génèrent de toute façon un coût de fabrication et de montage non négligeable. De plus, de tels dispositifs présentent une certaine inertie liée à la propagation de la chaleur.
Par ailleurs, il est connu également d'utiliser le phénomène physique de dilatation thermique des matériaux pour provoquer généralement une élongation de ceux- ci, pouvant alors provoquer l'ouverture des contacts d'un interrupteur. Ainsi, le document FR 1 084 348 décrit un fer à repasser composé d'un dispositif de réglage de la température comprenant deux éléments dont les coefficients de dilatation thermique sont différents. L'élément à fort coefficient de température est la semelle du fer. L'élément à faible coefficient de température est une tige. Lors du fonctionnement du fer, la semelle se dilate et permet de déplacer la tige. Celle-ci est, d'autre part, reliée au dispositif commandant le chauffage.H_e mouvement de la tige est transformé et amplifié de manière à ouvrir des contacts électriques dans le circuit d'alimentation électrique de l'élément de chauffe. Cette solution qui convient bien à une surface chauffante libre comme un fer, nécessite une surface chauffante importante afin que la dilatation soit conséquente. Cette surface limite la réactivité d'un tel système.
Basé sur le même principe, la demande GB 2261 770 décrit, pour un appareil de chauffage électrique de liquide ou de gaz, un dispositif d'interruption de l'alimentation électrique de la résistance de chauffe, par une tige rigide liée thermiquement à la résistance de chauffe. Par son allongement suite à l'augmentation de température, elle pousse la lame d'un interrupteur qui ouvre le circuit d'alimentation de la résistance de chauffe. Cette solution, plus intéressante au niveau de sa mise en œuvre que la solution précédente, présente toutefois l'inconvénient de nécessiter un organe intermédiaire se dilatant.
EXPOSE DE L'INVENTION
Le but de la présente invention est de pallier aux inconvénients des dispositifs de l'art antérieur, dont les systèmes de détection sont lents, et présentent une inertie importante. Le problème de la réactivité est d'autant plus important que la puissance spécifique de la résistance de chauffe est élevée. Or, une augmentation de la puissance spécifique permet de réduire la longueur de la résistance de chauffe et donc de diminuer les coûts de fabrication. Ainsi, des résistances de chauffe présentant des puissances spécifiques supérieures à 30 W/cm2 sont d'ores et déjà utilisées.
Afin de préserver la résistance et son environnement, lorsque des résistances à forte puissance spécifique sont utilisées, une détection en moins de 10 secondes est nécessaire. Dès lors, les dispositifs classiques à bilame ne peuvent être utilisés car ils réagissent généralement en 15 à 20 secondes, ce qui présente un réel danger pour des résistances fortement chargées. Il est nécessaire de disposer d'un dispositif de détection plus réactif.
Le but de la présente invention est donc de remédier aux inconvénients tes documents susmentionnés en présentant un dispositif de détection de surchauffe d'une résistance électrique de chauffe d'un appareil électroménager de chauffage de liquide, comportant notamment un réservoir à liquide au sein duquel est agencée une résistance de chauffe de forme arquée, présentant deux branches, dont les connecteurs, localisés aux extrémités, sont situés hors du réservoir à liquide où ils sont reliés à des contacts d'un circuit d'alimentation électrique. La résistance arquée est réalisée de telle sorte à présenter une déformation thermique angulaire entre ses deux branches susceptible, au-delà d'un seuil de déformation, d'interrompre au moins une liaison entre deux contacts ou entre un connecteur de résistance et un contact au sein du circuit d'alimentation.
Cette particularité intrinsèque de la résistance permet d'augmenter la fiabilité de la détection de chauffe à sec tout en apportant une réactivité importante.
Avantageusement, la déformation thermique angulaire interrompt la liaison entre un connecteur d'extrémité mobile et son contact correspondant, l'autre connecteur étant fixe. Cette disposition permet de reporter la déformation angulaire de la résistance sur un seul connecteur, augmentant ainsi l'amplitude du mouvement de celui-ci, facilitant l'utilisation de ce mouvement pour interrompre la liaison électrique.
Selon la présente invention, une pièce mécanique intermédiaire est en liaison entre la ou les branche(s) de la résistance et le ou les contact(s) électrique(s) afin d'amplifier le mouvement d'ouverture angulaire des deux branches de ladite résistance lors d'une surchauffe de celle-ci, ledit mouvement interrompant au moins une liaison entre deux contacts ou entre un connecteur de résistance et un contact au sein du circuit d'alimentation. L'ouverture du circuit électrique est ainsi sécurisée par l'amplitude du mouvement induisant cette ouverture.
Selon un premier mode économique de réalisation, un cavalier est lié physiquement aux deux branches de la résistance orientées sensiblement dans le même sens, ledit cavalier étant relié, sur sa partie courbe, à au moins- un contact électrique inséré dans le circuit d'alimentation de la résistance électrique.
Selon un deuxième mode de réalisation, une pièce intermédiaire est en liaison avec la ou les branches de la résistance afin d'amplifier le mouvement dû à la déformation thermique angulaire entre les deux branches et d'appliquer ce mouvement sur le ou les contacts pour interrompre la liaison avec le connecteur ou le contact correspondant. Cette pièce mécanique peut présenter diverses formes, comme un levier, une tige, permettant d'adapter l'amplification du mouvement à la configuration de l'appareil.
Selon ce deuxième mode de réalisation, la pièce mécanique est un levier, un premier bras de ce levier étant en liaison mécanique avec l'une des branches de la résistance au niveau de sa connexion, le deuxième bras de ce levier étant lié à une tige rigide portant un contact électrique susceptible de fermer le circuit électrique d'alimentation de la résistance de chauffe. Ce premier levier, lors d'une surchauffe de la résistance de chauffe, amplifie le mouvement de déplacement du connecteur de la branche de la résistance, en éloignant en sens opposé le contact électrique du connecteur. Cette amplification, par déplacement en sens opposé du connecteur et du contact peut être importante, selon la longueur des deux bras du levier, et peut permettre une amplification d'un facteur 2 à 5 du mouvement du connecteur lié à l'ouverture angulaire des deux branches.
Une des caractéristiques de ce dispositif est sa très grande réactivité ainsi que sa réversibilité. L'avantage d'un système très réactif est évident en cas de surchauffe. Cependant, après la coupure de l'alimentation électrique de la résistance de chauffe, celle-ci revient très rapidement à son état initial. Un nouveau cycle de chauffe peut alors être entrepris, alors que la résistance n'a pas encore évacué toute l'énergie emmagasinée. En répétant cette opération plusieurs fois de suite, l'énergie totale emmagasinée peut être suffisante pour détériorer la résistance de chauffe.
Ainsi, un des perfectionnements apporté au dispositif de base est d'empêcher une remise sous tension électrique de la résistance de chauffe immédiatement après une surchauffe de celle-ci, par un dispositif à inertie. Ce dispositif est en liaison mécanique avec au moins une branche de la résistance électrique et un contact électrique situé dans le circuit électrique d'alimentation de ladite résistance. Ledit dispositif présente, lors d'une surchauffe de la résistance de chauffe, un état instable tel que le circuit d'alimentation de la résistance de chauffe ne puisse être fermé au niveau du contact lié au dispositif à inertie, et retournant vers son état stable, où le circuit d'alimentation de la résistance de chauffe peut à nouveau être fermé, dans un intervalle de temps permettant à la résistance de chauffe de refroidir.
Selon une première variante de ce perfectionnement, le dispositif à inertie est un élément bimétallique à retournement brusque, d'une part en liaison thermique avec la résistance de chauffe, et d'autre part en liaison mécanique avec un contact électrique inséré dans le circuit d'alimentation de la résistance de chauffe, ledit élément bimétallique étant calibré pour changer de courbure lors d'une surchauffe de la résistance de chauffe, et susceptible d'empêcher la fermeture du circuit d'alimentation de la résistance de chauffe dès que ce changement de courbure est obtenu.
Ce dispositif sécurise le dispositif de détection de surchauffe puisque l'élément bimétallique est le reflet de la température présentée par la résistance de chauffe. Dès lors, cet élément étant par construction calibré pour une certaine température, il ne retrouvera sa forme initiale que pour cette température, fonction donc de la température de la résistance. Ce dispositif permet donc de ne pouvoir effectuer une nouvelle mise en chauffe de la résistance que lorsque la température de cette résistance de chauffe est inférieure à une valeur qui peut être définie par le choix de l'élément bimétallique. Afin de coupler au mieux l'élément bimétallique à la résistance de chauffe, un manchon en cuivre est avantageusement disposé en interface entre la résistance de chauffe et l'élément bimétallique.
Cependant, au dispositif à inertie par élément bimétallique, très sûr, peut être substitué un dispositif plus rapide, tout en restant très fiable. En effet, le système précédemment décrit nécessite que la résistance de chauffe redescende en dessous d'une certaine température avant de pouvoir l'alimenter à nouveau. Le temps nécessaire à cette situation n'est pas connu a priori.
Il peut être alors toléré une certaine quantité d'énergie stockée. Ainsi, le dispositif à inertie peut être un dispositif temporel, tel un soufflet à air, en liaison mécanique avec d'une part un contact électrique inséré dans le circuit d'alimentation de la résistance de chauffe, et d'autre part avec un levier, lui- même en liaison avec l'une des connexions électriques de la résistance de chauffe. Ledit levier est susceptible, lors d'une surchauffe de la résistance de chauffe, par la déformation angulaire de ladite résistance, de comprimer le soufflet afin d'ouvrir le circuit d'alimentation de la résistance de chauffe. Le circuit ne peut alors être fermé tant que le soufflet n'a pas repris sa position initiale. Le paramètre pouvant ainsi être réglé est le temps entre deux alimentations successives de la résistance de chauffe.
Selon cette configuration, la détermination du temps "mort" pendant lequel le dispositif inertiel est opérationnel peut être ajusté par la nature du soufflet mais aussi par l'élément mécanique. En effet, si celui-ci est un levier, en jouant sur les longueurs respectives de chaque bras, en liaison d'une part avec une des connexions électriques et d'autre part avec le soufflet, il est possible d'amplifier le mouvement angulaire de la résistance pour ainsi régler la hauteur de compression du soufflet et donc le temps qu'il faudra à ce soufflet pour revenir à sa position initiale.
Selon une configuration particulière du dispositif, le levier ou l'un des leviers comporte un ressort à franchissement de point mort susceptible de maintenir ce levier selon deux positions stables. Le levier comporte par ailleurs un troisième bras débouchant à l'extérieur et constituant, pour l'utilisateur, un organe de mise en marche et d'arrêt de l'alimentation électrique de la résistance de chauffe. Cette disposition permet d'économiser des éléments de connectique et d'organes de manœuvre. —
Selon l'invention, la résistance de chauffe comporte un fil résistif interne entouré de magnésie, ledit fil étant excentré dans la magnésie, de sorte que, lors d'une chauffe de la résistance, des dilatations thermiques différentes soient générées au sein de cette résistance, conduisant à une déformation angulaire des deux branches de la résistance, l'une par rapport à l'autre. Cette disposition particulière est un des moyens permettant d'obtenir l'effet escompté de dilatation thermique angulaire de la résistance de chauffe.
Selon une configuration avantageuse du dispositif, l'une des branches de la résistance électrique est mécaniquement immobilisée à un support du sous- ensemble ou au bâti de la bouilloire, l'autre branche étant montée mobile dans un surmoulage étanche. Cette disposition permet de concentrer l'ouverture du circuit électrique au niveau d'un seul contact, la gestion de deux contacts mobiles étant plus onéreuse et délicate.
Selon cette dernière configuration, le surmoulage étanche est en silicone, matériau peu onéreux et bien maîtrisé.
DESCRIPTION SOMMAIRE DES DESSINS
La présente invention sera mieux comprise à l'aide des schémas figurant en annexe, constituant un exemple non limitatif de la présente invention, parmi lesquels :
- la figure 1a représente une résistance de chauffe conforme à la présente invention selon une première configuration, lorsque la bouilloire n'est pas utilisée,
- la figure 1 b représente la même résistance que sur la figure précédente, lors d'une surchauffe de la résistance de chauffe, - la figure 2 présente, dans une coupe selon l'axe 11-11 de la figure 3a, un détail de la connexion de la résistance de chauffe dans une deuxième configuration de l'invention,
- les figures 3a à 3f illustrent le fonctionnement du dispositif de détection de chauffe à sec selon la deuxième configuration de l'invention, —
- les figures 4a à 4d illustrent le fonctionnement du dispositif de détection de chauffe à sec selon une troisième configuration de l'invention,
- la figure 5 illustre une quatrième variante de l'invention,
- la figure 6 présente une coupe de la résistance de chauffe, selon l'axe Vl-Vl de la figure 1a,
MEILLEURE MANIERE DE REALISER L'INVENTION
Selon une configuration commune à toutes les variantes présentées à titre d'exemple, la résistance électrique est de forme arquée. Par l'expression " résistance de forme arquée", on entend toute résistance présentant au moins un rayon de formage, par opposition aux résistances linéaires. Il peut donc s'agir de résistances de forme simple en U, présentant un seul rayon de formage, ou plus complexes, en double U, en spirales, en torsades,...
A titre d'exemple, afin d'illustrer clairement l'invention, la résistance présentée a une forme générale en U, sans limiter la présente invention à ce seul type de réalisation. Il est d'ailleurs important de signaler que l'amplitude de la déformation angulaire est d'autant plus importante que le nombre de rayons de formage est important.
La résistance utilisée est une résistance fortement chargée, de puissance spécifique supérieure à 30 W/cm2. Cette résistance, selon son mode de fabrication, peut présenter une déformation thermique angulaire, c'est à dire que sous l'effet d'une augmentation de température, les deux branches de la résistance, initialement parallèles, s'écartent ou se rapprochent l'une de l'autre. Cet effet peut être obtenu de différentes manières.
La résistance de chauffe est constituée d'un tube (15) contenant un fil résistif boudiné (14), entouré par de la magnésie (13). Un des moyens efficaces pour obtenir une telle propriété de déformation est d'excentrer le fil résistif (14) dans le tube (15). Ainsi, la magnésie (13) n'entoure pas uniformément ce fil résistif (14). Lorsque ce dernier est alimenté, la disposition particulière du fil (14) entraîne des échauffements asymétriques de la magnésie (13) et du tube (15), provoquant des dilatations thermiques d'amplitude différente. Il en résulte une déformation de la résistance (1). Lorsque la résistance (1) est pliée en forme de U par exemple, ses deux branches (1a, 1b) se rapprochent ou s'écartent l'une de l'autre selon que l'excentration du fil (14) se produit vers l'extérieur ou vers l'intérieur du formage. Ainsi, si l'on excentre le fil (14) vers l'intérieur du formage, lors de l'alimentation électrique de la résistance de chauffe (1 ), les branches (1a, 1b) de celle-ci s'écartent l'une par rapport à l'autre. Une telle excentration est visible aux figures 1a et 6.
Une ouverture angulaire de 2,6° est ainsi observée. Cette ouverture, pour une longueur de branches de 110 mm, permet d'obtenir une valeur d'ecartement d'environ 5 mm. Cet écartement est d'autant plus important que l'excentration est importante.
Lors d'un fonctionnement normal de la bouilloire, c'est à dire en présence d'eau, la résistance (1) est suffisamment refroidie pour que les mouvements des deux branches (1a, 1 b) soient fortement réduits. Il est ainsi observé, pour une résistance présentant une longueur de branches de 110 mm, des déplacements relatifs des branches de l'ordre de 2 mm en présence d'eau (soit une ouverture angulaire de 1 ,1°). La différence d'ecartement de 3 mm selon la présence ou non d'eau est alors exploitable pour commander un dispositif d'interruption de l'alimentation électrique de la résistance de chauffe.
La particularité d'une telle résistance est sa grande réactivité. En effet, en cas de surchauffe, l'ecartement maximal (d'environ 5 mm) est obtenu en 5 secondes environ, répondant ainsi aux impératifs de détection rapide liés à l'utilisation de résistances fortement chargées. Afin de contrôler au mieux cette déformation angulaire de la résistance (1), il est prévu d'immobiliser l'une des branches (1b) de cette résistance (1), la déformation étant alors reportée sur la deuxième branche (1a) de cette résistance (1). A cette fin, comme il est illustré figures 1a et 1b, une platine (6), assurant la tenue mécanique du sous-ensemble de chauffe, est sertie suf- la branche (1 b) de la résistance (1) portant le connecteur électrique (2b) serti dans une borne de connexion (12b). Cette platine (6) peut être réalisée, par exemple, en inox. La deuxième branche (1 a) de la résistance (1), portant le connecteur électrique (2a) serti dans une deuxième borne de connexion (12a), est montée mobile dans un surmoulage (4) en silicone, ce dernier assurant également l'étanchéité au niveau du passage des branches de la résistance vers les connexions électriques.
Selon une première configuration, la résistance de chauffe (1) dispose d'un cavalier (10) déformable, disposé entre ses deux branches, ledit cavalier étant partiellement courbé dans sa partie centrale lorsque la résistance est froide. Lors d'une surchauffe, la branche mobile de la résistance (1) s'écarte et allonge le cavalier. Sa partie centrale, initialement courbée, a tendance à se tendre. Cette disposition permet de transformer le déplacement angulaire de la résistance de chauffe en un déplacement linéaire, facilement exploitable, tout en amplifiant l'amplitude du mouvement. En effet, pour une ouverture de la résistance de 3 mm, il est possible d'obtenir un déplacement de 5 mm du centre du cavalier.
Un tel dispositif peut être économiquement utilisé dans de nombreux cas. Cependant, la réactivité importante du dispositif et sa réversibilité peuvent engendrer un effet d'accumulation. En effet, si la résistance met 5 secondes pour réagir et donc ouvrir son circuit d'alimentation, il lui faut également 5 secondes pour retourner à son état initial. Ainsi une chauffe de 5 secondes toutes les 5 secondes est possible.
Un perfectionnement de ce système est d'éviter une telle possibilité car l'énergie accumulée pendant les 5 secondes de chauffe n'a pas le temps de se dissiper pendant les 5 secondes d'arrêt de chauffe. Une nouvelle chauffe provoquerait alors une nouvelle accumulation d'énergie venant s'ajouter à la première. La température de la résistance augmentant, il serait alors possible d'endommager gravement l'environnement de la résistance de chauffe. Afin d'éviter un tel phénomène, il est avantageux d'interdire 2 chauffes à sec consécutives.
La figure 3a présente une deuxième configuration de la présente invention possédant un dispositif permettant d'interrompre l'alimentation électrique de la résistance de chauffe en cas de chauffe à sec, ce dispositif pouvant être couplé à un montage interdisant plusieurs chauffes à sec consécutives.
Le dispositif d'interruption de l'alimentation électrique de la résistance de chauffe comporte un premier levier (24) articulé autour d'un axe (28) de rotation du levier (24). Ce levier, dans sa fonction d'interrupteur de chauffe à sec, comporte deux bras situés de part et d'autre de l'axe (28), le premier (29) situé au niveau du connecteur (2a) et susceptible d'être actionné par ce dernier lors de la déformation thermique de la résistance (1), et un deuxième bras (27) disposé perpendiculairement au premier, en liaison avec une tige rigide (21) d'alimentation électrique de la résistance de chauffe (1), dont l'extrémité est terminée par un contact (22a), point de connexion du connecteur (2a) au circuit électrique d'alimentation. Ce deuxième bras (27) peut être situé dans une autre direction que celle indiquée sans sortir du cadre de la présente invention, la disposition présentée ne constituant qu'un exemple de réalisation. Avantageusement, le levier (24) comporte un troisième bras (26) situé dans le prolongement du premier bras (29) au-delà de l'axe (28) et débouchant à l'extérieur du bâti de l'appareil. Ce bras (26) peut alors être manœuvré par l'utilisateur en tant que bouton marche/arrêt de l'appareil de chauffe, comme il sera décrit par la suite. Dans l'exemple présenté, le contact (22b) est en liaison permanente avec le contact (2b) de la branche (1 b) de la résistance de chauffe
(1 )-
Le fonctionnement d'un tel dispositif peut être décrit comme suit :
- la bouilloire est initialement à l'arrêt, le bras (26) étant sur la position "OFF" tel que le représente la figure 3a. Cette position est arrêtée par un rebord (31) en biseau ménagé dans le support (17) du sous-ensemble de chauffe. Cette position est maintenue stable par un ressort à franchissement de point mort (30). Ce dernier permet au levier (24) d'occuper deux positions stables, ces deux positions correspondant à la position du bras (26) selon l'indication "OFF" ou "ON" des figures respectives 3a et 3b. Ce ressort à franchissement de point mort peut être positionné indifféremment sur le levier (34) ou sur le levier (42). Dans la position "OFF", le bras (27) exerce une pression sur la tige (21), éloignant le contact (22a) du connecteur (2a). Le circuit électrique d'alimentation de la résistance de chauffe est alors ouvert. - l'utilisateur bascule le bras (26) sur la position "ON" tel que représenté sur la figure (3b). La rotation anti-horaire du levier supprime l'interaction entre le bras (27) et la tige (21), permettant ainsi au circuit électrique d'alimentation de la résistance de chauffe de se fermer par contact entre le connecteur (2a) et le contact (22a). Dans le même temps, le bras (29) est positionné au contact du connecteur (2a), de telle manière à transmettre au bras (27) tout mouvement de la résistance (1).
- dans le cas d'une chauffe à sec, représentée figure 3c, la branche (1a) de la résistance de chauffe (1) se déforme en s'écartant de la branche (1b) dans une zone souple (20) étanche, pouvant être réalisée, par exemple, en silicone. Le connecteur (2a) s'éloigne alors du contact (22a). Cette déformation, par ailleurs, entraîne, par interaction entre le connecteur (2a) et le bras (29), une rotation du levier (24) dans le sens horaire, qui induit un appui du bras (27) sur la tige (21 ). Ceci a pour conséquence d'éloigner le contact (22a) de sa position d'origine dans une direction opposée au déplacement du connecteur (2a). La longueur de ce bras (27) et son point d'interaction sur la tige (21) déterminent l'amplification du mouvement de la résistance (1) communiquée au contact (22a) en un sens opposé à l'ecartement de la résistance. Ainsi, l'ouverture du contact au niveau du connecteur (2a) ne peut être qu'amplifiée puisque, dans le même temps où le connecteur (2a) s'éloigne du contact (22a), ce dernier est animé d'un mouvement opposé, tendant à l'éloigner davantage du connecteur (2a). L'utilisateur peut alors remédier à l'absence d'eau et enclencher un cycle de chauffe normal. Ce dispositif est avantageusement complété par un dispositif retardateur évitant que la résistance de chauffe ne puisse être immédiatement alimentée lorsqu'une chauffe à sec vient de se produire. Ce dispositif retardateur comporte un élément changeant d'état lors de la surchauffe et présentant une inertie pour retrouver son état initial, l'état lors de la surchauffe interdisant la fermeture du circuit électrique d'alimentation de la résistance de chauffe.
Selon une première configuration de ce dispositif à inertie et présenté aux figures 3a à 3f, un bilame métallique (18) à retournement brusque est disposé en contact thermique avec la résistance de chauffe (1). Ce contact peut être établi directement sur la résistance ou préférentiellement, sur un manchon (16) en un matériau présentant un coefficient de conduction thermique important, comme le cuivre.
La figure 2 illustre une telle disposition, où un manchon en cuivre (16) est placé dans le tube extérieur (15) de la résistance de chauffe (1). Sont également visibles sur cette figure, le fil résistif chauffant (14), la borne de connexion (12a), portant le connecteur électrique (2a), en liaison avec le fil résistif (14).
L'élément bimétallique (18), par sa partie mobile et réactive, est en contact avec une extrémité d'une pièce d'ecartement (19), fixée au sous-ensemble de régulation, de forme générale allongée, en un matériau isolant. Cette pièce d'ecartement (19), par son autre extrémité, est elle-même en contact avec la tige (21) d'alimentation électrique de la résistance de chauffe, selon un coude (23) ménagé dans cette tige (21). Le montage de ce dispositif est tel que lorsque l'interrupteur (26) est basculé de la position "OFF" à la position "ON", symbolisé par le passage de la figure 3a à la figure 3b, la partie mobile de l'élément bimétallique (18) soit en contact avec la pièce d'ecartement (19) sur une première extrémité de celle-ci, la tige (21), par son coude (23) étant aussi en contact avec la pièce (19) sur sa deuxième extrémité.
Lors d'une chauffe à sec (fig.3c), la branche (1a) de la résistance (1) s'écarte de la branche (1 b). Le contact (22a) et donc le coude (23) s'écartent aussi de leurs positions initiales, en sens opposé de la branche (1a). De ce fait, le bilame (18) et le coude (23) s'écartent de la pièce (19). Pratiquement au même instant, le bilame lié à la branche (1a) se déclenche, c'est à dire que la partie mobile de cet élément change de courbure et s'éloigne de sa position stable, en contact avec la résistance (1) ou le manchon (16) conducteur si la résistance (1) en est pourvue. Cette partie mobile vient de ce fait au contact de la pièce d'ecartement (19). Du fait de l'inertie thermique de l'élément bimétallique (18), ce dernier restera dans sa position instable, où la partie mobile est éloignée de la branche (1a) de la résistance (1), tant que celle-ci présentera une température élevée. La branche (1a) de la résistance (1) aura donc tendance à revenir à sa position initiale bien avant que le bilame se soit désactivé. Par conséquent, elle sera stoppée dans sa course par interaction entre la partie mobile du bilame (18) et la pièce d'ecartement (19).
II peut être prévu, à ce niveau, un coulissement selon l'axe x-x' de la pièce (19) afin de permettre à la résistance de retrouver sa position initiale, ce qui évite d'engendrer des tensions sur la pièce (19). Ainsi, comme il est représenté figure 3e, la résistance, à son retour à l'état initial, ne peut être à nouveau alimentée, le circuit électrique étant ouvert par l'intermédiaire de l'élément bimétallique (18) qui permet donc d'écarter le coude (23) de la tige (21), donc du connecteur (2a). Lorsque la résistance a suffisamment refroidi, le bilame (18) retrouve son état stable, illustré par la figure 3f, où la partie mobile du bilame (18) est à nouveau en contact thermique avec la branche (1 a) de la résistance (1). La résistance peut à nouveau être alimentée.
Les figures 4a à 4d présentent un deuxième dispositif permettant de retarder une nouvelle alimentation électrique de la résistance de chauffe lorsqu'elle vient de subir une chauffe à sec. Ce dispositif comporte un soufflet (50) dont la fuite d'air est calibrée. Le soufflet (50) est maintenu par sa base au support (33) du sous- ensemble de chauffe. Un deuxième levier (42) fait la liaison entre le soufflet, par un bras (44), et le connecteur électrique (2a) de la branche déformable (1a) de la résistance de chauffe (1), par un bras (49), les deux bras (42,44) étant situés de part et d'autre de l'axe de rotation (48) du levier (42). La partie mobile du soufflet (50) porte également, par une tige rigide, deux contacts distincts (32a, 41a). Le contact (32a) est susceptible d'établir une liaison électrique avec le connecteur (2a), le contact (41a) étant lui susceptible d'établir une liaison électrique avec le contact (41b) lié au circuit électrique d'alimentation de la résistance électrique (1). Par ailleurs, le connecteur (2b) de la deuxième branche (1b) de la résistance (1) est maintenu en permanence contre le contact (32b) du circuit électrique d'alimentation. Ce circuit ne peut donc être ouvert qu'en deux endroits : au niveau du connecteur (2a) ou au niveau des contacts (41a, 41b).
Le premier levier (34), sensiblement identique au levier (24) des figures 3a à 3f, est articulé autour d'un axe de rotation (38), et présente un ressort (40) à franchissement de point mort. Ce levier comporte un premier bras coudé (39) pouvant interagir mécaniquement avec le connecteur (2a) en cas de surchauffe ainsi qu'un deuxième bras (37) préférentiellement perpendiculaire au premier et destiné à ouvrir les contacts (41a, 41b), les deux bras (37, 39) étant situés de part et d'autre de l'axe de rotation (38) du levier (34). Un troisième bras (36), situé dans le prolongement du premier, au-delà de l'axe de rotation (38) et débouchant à l'extérieur du sous-ensemble et de la bouilloire, permet à l'utilisateur d'alimenter ou non la résistance de chauffe (1).
Le fonctionnement d'un tel dispositif est le suivant : lorsque le bras (36) est positionné sur "ON" comme indiqué par la figure 4b, la résistance de chauffe est alimentée, les contacts (41a, 41b) et (2a, 32a) étant fermés. Lorsqu'une chauffe à sec survient (figure 4c), la branche (1a) de la résistance de chauffe (1) s'écarte de la branche (1 b), entraînant la rotation des leviers (42, 34) autour de leur axe de rotation respectif, dans le sens horaire. Le premier levier (42) ouvre le contact électrique au niveau du connecteur (2a) tout en comprimant le soufflet (50). Celui-ci portant notamment le contact (32a), ce dernier s'éloigne de sa position initiale en sens opposé à celui pris par le connecteur (2a).
Dans le même temps, le contact (41a) est comprimé sur le contact (41b), déformant légèrement la tige (51) portant le contact (41b). Par ailleurs, le bras (37) du levier (34) a tendance lui aussi à venir déformer la tige (51) afin d'éloigner ce contact du contact (41a). Selon la disposition choisie, ce bras (37) écarte effectivement ou non le contact (41a) du contact (41 b). La résistance n'est, de toute façon, plus alimentée, par ouverture du circuit électrique d'alimentation-au niveau du connecteur (2a).
Le retour de la branche (1a) de la résistance de chauffe est rapide (figure 4d), et bien plus rapide que le temps mis par le soufflet pour retrouver sa position d'origine. Le soufflet (50) peut être calibré pour reprendre sa position stable au bout du temps nécessaire au refroidissement de la résistance (1). Les contacts (41a, 41 b) permettent une ouverture du circuit électrique d'alimentation de la résistance de chauffe indépendamment de l'ouverture de ce même circuit due au dispositif à inertie.
La figure 5 présente une variante simplifiée de ce dernier dispositif, où le levier (60) possède, par un ressort (61), deux positions stables. Ce levier (60) comporte un axe de rotation (64), un premier bras (66) en liaison avec le connecteur (2a), un deuxième bras (68) en liaison avec un soufflet (70), ainsi qu'un troisième bras (72) faisant office d'interrupteur marche/arrêt, les trois bras étant disposés d'une manière similaire aux précédentes variantes. Un support (65) comporte les éléments décrits précédemment et permet la tenue mécanique de la résistance 0).
Lors d'une chauffe à sec, le connecteur (2a) s'écarte du contact (62a), renforcé par l'éloignement du contact (62a), porté par une tige (63) liée au soufflet (70), ledit soufflet étant comprimé par le bras (68) sous l'action de la rotation du levier (60). Celui-ci garde cette position, le ressort (61 ) ayant franchi son point mort. Tant que l'utilisateur n'a pas basculé l'interrupteur sur la position "ON", le soufflet n'a pas la possibilité d'évoluer vers sa position d'origine et interdit donc la fermeture du circuit électrique d'alimentation de la résistance (1).
Un avantage complémentaire d'un tel dispositif est sa grande compacité. Ce faible encombrement permet de présenter un sous-ensemble en une seule pièce pouvant être inséré simplement par un orifice dans la bouilloire, ce qui présente un gain de temps considérable lors de l'étape de montage de la bouilloire.
POSSIBILITE D'APPLICATION INDUSTRIELLE
L'invention trouve son application dans le domaine technique des appareils électroménagers de chauffage de liquide, tels les bouilloires.

Claims

B.0339Rpct REVENDICATIONS
1. Résistance électrique de chauffe (1 ) pour un appareil électroménager de chauffage de liquide de forme arquée, présentant deux branches (1a, 1b), destinée à venir en contact dudit liquide à chauffer, caractérisée en-ce qu'elle comporte un fil résistif interne (14) entouré de magnésie, ledit fil (14) étant excentré dans la magnésie, de sorte que, lors d'une chauffe de la résistance (1), des dilatations thermiques différentes soient générées au sein de cette résistance (1), conduisant à une déformation angulaire des deux branches (1 a, 1 b) de la résistance (1 ), l'une par rapport à l'autre.
2. Résistance selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'elle présente plus d'une courbure de formage.
3. Dispositif de détection de surchauffe d'une résistance électrique de chauffe (1) d'un appareil électroménager de chauffage de liquide, comportant notamment un réservoir à liquide au sein duquel est agencée une résistance de chauffe (1) de forme arquée, présentant deux branches (1a, 1 b), dont les connecteurs (2a, 2b), localisés aux extrémités, sont situés hors du réservoir à liquide où ils sont reliés à des contacts d'un circuit d'alimentation électrique, caractérisé en ce que la résistance (1) arquée est conforme à l'une des revendications 1 ou 2.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la déformation thermique angulaire interrompt la liaison entre un connecteur d'extrémité mobile et son contact correspondant, l'autre connecteur étant fixe.
5. Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce qu'une pièce mécanique intermédiaire (10) est en liaison avec la ou les branche(s) (1a, 1 b) de la résistance (1) afin d'amplifier le mouvement dû à la déformation thermique angulaire des deux branches (1 a, 1 b) de ladite résistance (1 ) lors d'une surchauffe de celle-ci, ledit mouvement interrompant la liaison entre deux contacts ou entre un connecteur de résistance et un contact au sein du circuit d'alimentation.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la pièce mécanique est un cavalier (10) lié physiquement aux deux branches (1a, 1b) de la résistance (1) orientées sensiblement dans le même sens, ledit cavalier (10) étant relié, sur sa partie courbe, à au moins un contact électrique inséré dans le circuit d'alimentation de la résistance électrique.
7. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une pièce intermédiaire (24, 34, 60) est en liaison avec la ou les branches de la résistance afin d'amplifier le mouvement dû à la déformation thermique angulaire entre les deux branches et d'appliquer ce mouvement sur le ou les contacts pour interrompre la liaison avec le connecteur ou le contact correspondant.
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la pièce mécanique est un levier (24, 34, 60), un premier bras (29, 39, 66) de ce levier (24, 34, 60) étant en liaison mécanique avec l'une des branches (1a) de la résistance (1) au niveau de sa connexion (2a), un deuxième bras (27, 37, 68) de ce levier (24, 34, 60) étant lié à une tige rigide (21 , 51 , 63) portant un contact électrique (22a, 41 b, 62a) susceptible de fermer le circuit électrique d'alimentation de la résistance de chauffe (1), ledit levier (24, 34, 60), lors d'une surchauffe de la résistance de chauffe (1), amplifiant le mouvement de déplacement du connecteur (2a) de la branche (2a) de la résistance (1), en éloignant en sens opposé le contact électrique (22a, 41b,
62a) du connecteur (2a).
9. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce qu'un dispositif à inertie (18, 50, 70) est en liaison mécanique entre au moins une branche (1 a) de la résistance électrique (1) et un contact (22a, 32a, 62a) du circuit électrique d'alimentation de ladite résistance (1 ), ledit dispositif (18, 50, 70) présentant, lors d'une surchauffe de la résistance de chauffe (1), un état instable tel que le circuit d'alimentation de la résistance de chauffe (1) ne puisse être fermé au niveau du contact (22a, 32a, 62a) lié au dispositif à inertie (18, 50, 70), et retournant vers son état stable, où le circuit d'alimentation de la résistance de chauffe peut à nouveau être fermé, dans un intervalle de temps permettant à la résistance de chauffe (1) de refroidir.
10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif à inertie est un élément bimétallique (18) à retournement brusque, d'une part en liaison thermique avec la résistance de chauffe (1) et d'autre part en liaison mécanique avec un contact électrique (22a) inséré dans le circuit d'alimentation de la résistance de chauffe (1), ledit élément bimétallique
(18) étant calibré pour changer de courbure lors d'une surchauffe de la résistance de chauffe (1) et susceptible d'empêcher la fermeture du circuit d'alimentation de la résistance de chauffe (1) dès que ce changement de courbure est obtenu.
11. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'un manchon en cuivre (16) est disposé en interface entre la résistance de chauffe (1) et l'élément bimétallique (18).
12. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif à inertie est un soufflet à air (50, 70) en liaison mécanique avec d'une part un contact électrique (32a, 62a) inséré dans le circuit d'alimentation de la résistance de chauffe, et d'autre part avec un levier (42, 60), lui-même en liaison avec l'une des connexions électriques (2a) de la résistance de chauffe (1), ledit levier (42, 60) étant susceptible, lors d'une surchauffe de la résistance de chauffe (1), par la déformation angulaire des deux branches (1a, 1b) de la résistance (1), de comprimer le soufflet (50, 70) afin d'ouvrir le circuit d'alimentation de la résistance de chauffe (1), ledit circuit ne pouvant être fermé tant que le soufflet (50, 70) n'a pas repris sa position initiale.
13. Dispositif selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce qu'au moins un levier (24, 34, 42, 60) comporte un ressort (30, 40, 61) à franchissement de point mort susceptible de le maintenir selon deux positions stables, ledit levier (24, 34, 42, 60) comportant par ailleurs un troisième bras (26, 36, 72) débouchant à l'extérieur et constituant, pour l'utilisateur, un organe de mise en marche et d'arrêt de l'alimentation électrique de la résistance de chauffe (1). -
14. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 13, caractérisé en ce que l'une des branches (1b) de la résistance électrique (1) est mécaniquement immobilisée à un support du sous-ensemble (17, 33, 65) ou au bâti de la bouilloire, l'autre branche (1a) étant montée mobile dans un surmoulage étanche (4, 20).
15. Appareil électroménager de chauffage de liquide comportant une résistance de chauffe (1) conforme à l'une des revendication 1 ou 2.
16. Appareil électroménager de chauffage de liquide comportant une résistance de chauffe (1) en contact avec le liquide à chauffer ainsi qu'un dispositif de détection de surchauffe conforme à l'une des revendications 3 à 14.
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