WO2022223919A1 - Dispositif de stockage comprenant un organe de securite et de regulation a l'effet de polyvalence thermostatique - Google Patents

Dispositif de stockage comprenant un organe de securite et de regulation a l'effet de polyvalence thermostatique Download PDF

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WO2022223919A1
WO2022223919A1 PCT/FR2022/050724 FR2022050724W WO2022223919A1 WO 2022223919 A1 WO2022223919 A1 WO 2022223919A1 FR 2022050724 W FR2022050724 W FR 2022050724W WO 2022223919 A1 WO2022223919 A1 WO 2022223919A1
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WO
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safety
conductive element
storage device
regulation
thermostat
Prior art date
Application number
PCT/FR2022/050724
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English (en)
Inventor
Romain Canivenc
Antoine ESCHBACH
Jakkis PATTARAPAL
Original Assignee
Groupe Atlantic Synergy
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/20—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24H9/2007—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters
    • F24H9/2014—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters using electrical energy supply
    • F24H9/2021—Storage heaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/18—Water-storage heaters
    • F24H1/20—Water-storage heaters with immersed heating elements, e.g. electric elements or furnace tubes
    • F24H1/201—Water-storage heaters with immersed heating elements, e.g. electric elements or furnace tubes using electric energy supply
    • F24H1/202—Water-storage heaters with immersed heating elements, e.g. electric elements or furnace tubes using electric energy supply with resistances
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/40—Arrangements for preventing corrosion
    • F24H9/45—Arrangements for preventing corrosion for preventing galvanic corrosion, e.g. cathodic or electrolytic means

Definitions

  • the present invention relates to the field of storage and fluid distribution.
  • the invention relates in particular to a fluid storage device comprising a fluid temperature regulation and safety member in the storage device.
  • Such a storage device may be in the form of a water heater for the storage, production and distribution of hot water for a room heating installation.
  • a water heater is generally composed of a reservoir receiving the fluid and a heating device, for example electric, arranged inside the reservoir to heat the water present in the reservoir. This water is then distributed to a heating system to regulate the temperature of a room, for example.
  • Water heaters also include means for determining the temperature inside the tank. These means of determination make it possible to know the temperature of the water when it is present in the tank and the temperature of the air when the volume of water is low or even zero in the tank. This temperature determination is generally required by the standard and enables thermal regulation and safety features for the water heater.
  • the regulation functionality comprises the regulation of the water temperature supplied to the heating installation. This makes it possible, for example, to regulate the heating member so that the water supplied to the heating installation reaches or is maintained at a set temperature. This setpoint temperature is for example 65° C.
  • the safety feature includes the detection of a temperature inside the tank considered critical for the user or the integrity of the water heater. This critical temperature is for example a temperature at which there is a risk of damage to the water heater. This critical temperature is for example 85° C.
  • a major difficulty for this determination of heat is that access to the fluid inside the tank is limited by the geometry of the water heater. It would indeed be too expensive and not easy to integrate a temperature sensor in direct contact with the water inside the tank. The temperature of the water present inside the tank must therefore be determined indirectly.
  • thermostats capable of detecting a regulation threshold and a critical safety threshold.
  • the thermostats used are generally rod or stem thermostats or capillary thermostats, the appendage of which is placed directly inside a sheath, otherwise called "thimble", extending inside the tank.
  • Rod thermostats have the advantage of being able to detect two temperature thresholds. A single rod thermostat can thus be used to detect the regulation and safety thresholds. However, they are not very reactive and are therefore unreliable when a significant rise in temperature occurs quickly. The sensitivity of this type of thermostat depends on their length, therefore making the sensitivity of the temperature measurement dependent on the geometry of the tank, in particular on the sheath in which it is inserted. This type of thermostat presents an additional geometric constraint because the necessary insertion of the thermostat in the sheath freezes the position of the human-regulation interface at the level of the sheath.
  • Capillary thermostats are more compact and more sensitive than rod thermostats, which makes them very reactive. It is also possible to offset them with respect to the sheath so as to define a position of the man-regulation interface offset with respect to the sheath. However, they have the disadvantage of being expensive. Capillary thermostats are usually used in pairs, a thermostat set to determine a regulation threshold and a thermostat set to determine a safety threshold. The integration of two capillary thermostats therefore has a significant impact on the manufacturing cost of the water heater.
  • the walls of the tank are made of a material having a thermal conductivity that does not allow optimum heat transmission for a regulation and safety measure.
  • the safety of the water heater can thus be triggered when the temperature inside the tank has not yet reached the safety threshold. This can be detrimental to the proper functioning of the water heater and the comfort of the user because the water heater faults too often and incorrectly.
  • the invention relates to a fluid storage device comprising:
  • a reservoir defining a cavity for receiving a fluid and at least one access opening to the receiving cavity
  • the storage device offers a configuration in which a conductive element forms both a support for easier installation of the thermostats and a heat transmission guide for better reliability in determining the temperature inside of the tank.
  • the conductive element is used as a heat conductor between at least one of the thermostats and the interior of the receiving cavity.
  • the conductive element is made of a material having good thermal conductivity, which allows the thermostat placed in contact with this conductive element to accurately detect a local temperature variation.
  • This local temperature variation is representative of a more global temperature variation so that the thermostat in contact with the conductive element allows better regulation and/or safety of the storage device.
  • the conductive element also allows a support function facilitating the installation of the thermostat(s). It is thus possible to define a geometry of the conductive element allowing to position itself at the obstruction body which will allow a better reactivity of the measurement. We therefore obtain a precise image of the evolution of the temperature inside the receiving cavity to regulate and guarantee the safety of the device in a more satisfactory manner.
  • the regulation and safety unit therefore comprises at least two physically separate thermostats
  • the regulation and safety thermostats are not in contact with the air or liquid present in the storage device; thus, the regulation and safety thermostats are arranged outside the tank formed by the storage device,
  • said at least one obstruction body is one of an assembly providing sealing, a drainage plug and a flange for positioning at least one accessory inside the receiving cavity,
  • said at least one accessory is a cathodic protection anode or a member for heating the fluid present in the receiving cavity
  • said at least one obstruction body comprises a flange for positioning a heating device, the safety thermostat being arranged in contact with said at least one conductive element mounted on the positioning flange,
  • the conductive element is arranged in contact with said at least one obstruction body
  • the conductive element is formed by a screw for fixing an accessory to said obstruction body or a sheath extending inside the receiving cavity from said obstruction body, the fixing screw or the sheath forming the conductive element of the regulation and safety device,
  • the conductive element is arranged in contact with an intermediate interface part in contact with said at least one obstruction body
  • said at least one obstruction body comprises a screw for fixing an accessory to said obstruction body or a sheath extending inside the receiving cavity from said at least one obstruction body, the screw fixing or the sheath forming the intermediate interface part,
  • the regulation thermostat is configured to generate a setpoint reaching signal if the temperature of the fluid inside the receiving cavity is equal to or greater than a regulation threshold temperature, the safety thermostat being configured to trigger a safety if the temperature of the fluid inside the receiving cavity is equal to or greater than a temperature safety threshold, the safety threshold temperature being greater than the regulation threshold temperature,
  • the storage device further comprises a control member for a fluid heating member, the control member being configured to regulate the control of the heating member according to the setpoint reaching signal,
  • control device is also configured to place the heating device in a safety mode when the safety threshold is reached
  • the conductive element has a thermal conductivity equal to or greater than 100 W.m-1.K-1 , at 20°C,
  • the regulation and safety device comprises a single conductive element, the regulation and safety thermostats being arranged in contact with said conductive element,
  • the reservoir defines a first and a second access openings to the receiving cavity
  • the storage device comprising a first body for obstructing said first opening and a second body for obstructing said second opening
  • the regulation the safety thermostat comprising at least one conductive element mounted on the first obstruction body, one of the regulation and safety thermostats being placed in contact with the said at least one conductive element and the other of the regulation thermostats and safety being mounted on the second obstruction body
  • each of the safety and regulation thermostats is one of a bimetallic contact thermostat or a thermistor.
  • FIG. 1 schematically represents a sectional view of a first embodiment of the storage device comprising a conductive element in the form of a plate fixed to a fixing screw of a heating member.
  • FIG. 2 schematically represents a front view of the first embodiment of the storage device.
  • FIG. 3 schematically represents a sectional view of a second embodiment of the storage device comprising a conductive element inserted at inside a sheath extending partially inside the tank close to a heating member.
  • FIG. 4 schematically represents a front view of the second embodiment of the storage device.
  • a fluid storage device is proposed for a heating installation.
  • the storage device may be intended to store water or another liquid. This water can be heating water intended to circulate in a heating installation of a room or sanitary water intended to be distributed at the level of the water point of a sanitary water installation.
  • the storage device comprises a reservoir defining a cavity for receiving a fluid.
  • the reservoir is in the form of a tank, for example a elongated cylindrical tank comprising two end portions closing the cylindrical portion or a lenticular tank.
  • the tank can be intended to be positioned vertically or horizontally. In other words, the elongated cylindrical tank can be arranged transversely or parallel to the ground.
  • the storage device also comprises a body for obstructing an access opening to the receiving cavity.
  • This opening can be arranged at one end of the reservoir.
  • the opening can be formed anywhere in the tank.
  • the obstruction body can thus be arranged at an end portion or on a wall connecting the two end portions.
  • the access opening is an opening formed in a wall of the vessel for occasional or regular access to the receiving cavity.
  • this opening can be made for mounting the storage device, for its subsequent use or even for its maintenance.
  • the opening can also have the function of inserting one or more organs inside the tank, such as a cathodic protection anode or a heating element.
  • the tank may comprise one or more access openings respectively obstructed using one or more obstruction plugs.
  • the obstruction body can be a manhole plug, a drainage plug or a flange for positioning an accessory inside the receiving cavity.
  • This accessory can be a cathodic protection anode or a device for heating the fluid inside the receiving cavity.
  • the obstruction body can be an assembly or an element providing sealing.
  • the obstruction body can be circular, oblong or even rectangular. In general, the obstruction body can be of any shape allowing the opening to be obstructed.
  • the obstruction plug is a positioning flange
  • the latter can be made in the form of a single and same flange forming a reservoir portion on which the accessory is fixed.
  • the flange of positioning can be made in the form of two flanges: a first flange fixed to the accessory and a second flange forming a reservoir portion fixed to the first flange.
  • a heater is to raise the temperature inside the receiving cavity.
  • This device can be positioned outside the tank or inside it. In the latter case, the heater is mounted on a positioning flange.
  • the heating member can be inserted inside a sleeve extending from the positioning flange towards the inside of the tank.
  • the heating element can be a soapstone.
  • the heating member can be an armored resistor or a heating cartridge directly in contact with the liquid present in the receiving cavity.
  • the obstruction body is fixed to the walls of the tank.
  • the access opening is formed in the walls of the tank to receive the obstruction body which, when mounted, forms a wall portion of the tank.
  • the tank may include a counter-flange welded around the opening.
  • the obstruction body is then assembled to the counterflange, for example using bolts, to be mounted on the tank.
  • a gasket is provided between the obstruction body and the tank.
  • the device also comprises a regulation and safety device making it possible to determine when the temperature inside the tank reaches a regulation threshold temperature and a safety threshold temperature.
  • the regulation and safety member comprises at least one regulation thermostat and at least one safety thermostat.
  • the regulation threshold temperature is lower than the safety threshold temperature.
  • the regulation threshold temperature corresponds to a setpoint temperature serving as a reference for regulating the temperature of the fluid inside the receiving cavity.
  • the regulation thermostat is configured to generate a setpoint reached signal if the temperature of the fluid inside the receiving cavity is equal to or greater than the regulation threshold temperature.
  • the temperature of the fluid distributed to the heating installation is thus regulated according to this signal for reaching the setpoint, and therefore from the thermostat of regulation.
  • the regulation threshold temperature can be greater than or equal to 60° C., for example 65° C.
  • the regulation threshold temperature is lower than the safety threshold temperature.
  • a "frost protection" regulation mode of the installation can be provided. In this configuration, the regulation threshold temperature can be greater than or equal to 10°C.
  • the storage device further comprises a control member of the heating member.
  • the control device is in particular configured to control a heating device internal or external to the tank as a function of the setpoint reaching signal.
  • the heater is started up in the absence of a setpoint reaching signal so as to raise the temperature of the fluid.
  • the regulation threshold temperature i.e. when the setpoint reached signal is generated, the heater is switched off.
  • the temperature of the fluid inside the receiving cavity is thus regulated according to the regulation and safety device.
  • the safety threshold temperature corresponds to a temperature inside the receiving cavity, of the stored fluid or of the air when the quantity of fluid stored inside the tank is low or zero. This safety threshold temperature corresponds to an image of a temperature of the fluid considered critical for the user or the integrity of the storage device.
  • the safety threshold temperature is less than or equal to the critical temperature.
  • the temperature of the fluid in the upper part of the receiving cavity can be at 80°C when the temperature of the fluid near the safety thermostat is at 60°C.
  • the safety threshold temperature can be set at 60°C to ensure that the maximum fluid temperature in the receiving cavity does not exceed 80°C.
  • This safety threshold temperature is higher than the regulation threshold temperature.
  • the safety thermostat is configured to trigger a safety if the temperature of the fluid inside the receiving cavity is equal to or greater than a safety threshold temperature.
  • This security corresponds, for example, to a power cut to the control device, or more generally of one or more members of the storage device.
  • the safety thermostat can be configured to generate a safety signal transmitted to the controller to initiate safety or a safety mode.
  • the safety threshold temperature can be greater than or equal to 80° C., for example 85° C. This safety threshold temperature is set in particular according to the position of the safety thermostat and the nature of the safety thermostat. If the safety thermostat is moved away from the area of the receiving cavity where the fluid is at the highest temperature, the safety temperature is reduced so that it can trigger a safety mode when the actual temperature of the fluid reaches a threshold considered critical for the user or the installation.
  • control member can be configured to place the heating member in a safety mode when the safety threshold is reached.
  • This safety mode may include the opening of the electrical circuit supplying the heating device. It can otherwise be envisaged to greatly reduce the heating of the fluid to reduce the risks of degradation or danger. A visual and/or audible alarm can also be triggered when the safety threshold is reached.
  • This security mode may be such that the storage device cannot be put back into operation by the user without the intervention of a technician.
  • the regulation and safety thermostats can be chosen from a bimetallic contact thermostat or a thermistor.
  • the regulation thermostat is preferably adjustable so as to be able to vary the regulation threshold temperature.
  • the regulating and safety device is arranged outside the tank.
  • the regulation and safety member is mounted on at least one obstruction body.
  • At least one of the safety control thermostats is disposed on this obstruction body.
  • the other of the safety regulation thermostats is mounted on another obstruction body of the tank, directly on a wall of the tank or even on the same obstruction body.
  • the regulation and safety thermostats can be arranged at the same location on the tank (eg on the same obstruction body) or at different locations (eg on different obstruction bodies).
  • the regulation and safety member also comprises at least one conductive element mounted on an obstruction body between at least one of the regulation and safety thermostats and the obstruction body.
  • at least one of the regulation and safety thermostats is placed in contact with the conductive element which is itself placed in contact with the obstruction body.
  • the regulation and safety member can comprise at least two conductive elements. Thus, it is possible to mount each of the regulation and safety thermostats on a conductive element, at different locations on the tank.
  • the conductive element is made of a material that promotes the conduction of heat from the obstruction body or the interior of the tank to the regulation and safety thermostat(s).
  • the conductive element preferably has a thermal conductivity equal to or greater than 100 W.nrr 1 .K 1 , at 20°C.
  • the conductive element is preferably copper.
  • the conductive element can be made of copper alloy or aluminum alloy.
  • the conductive element is arranged at least partially at an outer face of the obstruction body.
  • the conductive element can be installed according to a first and a second configuration.
  • the conductive element extends at least partially across the obstruction body.
  • the conductive element can emerge inside the tank so as to promote the transmission of heat.
  • the conductive element can also be positioned so as to be in contact with the fluid present inside the tank to further promote the transmission of heat and thus improve the responsiveness of the temperature detection.
  • the conductive element can be a sheath or a screw for fixing an accessory to the obstruction body.
  • the conductive element is arranged in contact with an intermediate interface part itself in contact with the obstruction body.
  • the conductive element may be in the form of a plate or a support mounted on a fixing screw of an accessory or of a sheath extending through the obstruction body.
  • the conductive element is thus used as a heat vector as well as as a support for the thermostat or thermostats which are arranged above.
  • the conductive element may comprise at least one surface for receiving one or more of the regulation and safety thermostats. This receiving surface may be flat.
  • the conductive element can also form a connection surface in shape complementarity with a portion of the part on which the conductive element is mounted. This part can be the obstruction body or an intermediate interface part.
  • the use of the conductive element as a fixing and heat transfer support allows greater installation flexibility while maintaining satisfactory responsiveness of the safety regulator.
  • the use of a conductive element also allows the use of bimetallic contact thermostats. Indeed, bimetallic contact thermostats have a geometry that can make their installation difficult depending on the available surfaces.
  • the safety thermostat is arranged close to a heater mounted on the tank. This proximity between the safety thermostat and the heating device facilitates the response to a regulatory requirement on abnormal heating called “dry heating” (ie heating without fluid). Even more preferably, the heating member is mounted on a positioning flange with the safety thermostat placed in contact with a conductive element mounted on the positioning flange.
  • the tank is electrically isolated from the heater. This insulation is generally achieved by a set of washers and gaskets made of electrically insulating material.
  • the use of an insert between the regulation and safety thermostats and a part of the tank, e.g. the obstruction body makes it possible to define a geometry suitable for fixing the thermostats in a preferential position for transmission of heat.
  • the conductive element is thus shaped in such a way as to connect the thermostats to the obstruction body or to the intermediate interface piece.
  • the contact surfaces, on the one hand, between the thermostats and the conductive element and, on the other hand, between the conductive element and the tank are optimized to improve the transmission of heat from the tank to the thermostats. This geometric optimization makes it possible to achieve the required responsiveness without having to add an additional element that promotes heat transmission such as thermal paste. Avoiding such a non-solid interface with this additional element makes it possible to avoid the additional cost but also the associated normative constraints and to simplify the maintenance actions.
  • Embodiments of the storage device are described below with reference to Figures 1 to 4 to illustrate different mounting configurations of the regulating and safety device.
  • the storage device 10 comprises a conductive element 12 mounted on a fixing screw 14 of a heating member 16 to a positioning flange 18.
  • the heating member 16 comprises a secondary flange 17 cooperating with the fixing 14 to hold the secondary flange 17 against the positioning flange 18.
  • a seal 19 is interposed between the secondary flange 17 and the positioning flange 18 to electrically isolate them from each other.
  • the conductive element 12 is configured to transmit the heat coming from the interior of the storage device 10, ie air or liquid present in this storage device 10, to the regulation and safety device. . element conductor 12 thus acts as a heat guide to one or more of the thermostats of the regulation and safety device.
  • the intermediate interface piece is the fixing screw 14.
  • the conductive element 12 is therefore in contact with the fixing screw 14. It has been observed that this fixing screw 14 has a temperature very close to the cold zone of the heating member 16.
  • the temperature of the fixing screw 14 varies rapidly in response to a variation in the temperature inside the tank 11. It is therefore a piece particularly representative of the evolution of the temperature inside the tank 11 and therefore a temperature measurement point of particular interest for the regulation and safety functions. It is thus possible to obtain a very reactive temperature level detection.
  • the fixing screw 14 comprises a screw shank 20 and a screw head 22.
  • the fixing screw 14 extends through the positioning flange 18 and cooperates with the secondary flange 17 on which is mounted the heating element 16.
  • the conductive element 12 at least partially surrounds the screw rod 20.
  • the conductive element 12 is arranged between the screw rod 20 and the screw head 22.
  • the conductive element 12 forms a hole 26 to receive the screw rod 20.
  • the conductive element 12 is preferably clamped between the screw head 22 and the positioning flange 18.
  • the conductive element 12 is preferably clamped between the screw head 22 and an electrical insulating washer resting against the positioning flange 18.
  • the conductive element 12 can be in contact with the fixing screw 14 at the level of the screw head 22 and the screw rod 20 to increase the contact surface between the two parts.
  • the conductive element 12 is here in the form of a plate extending at least partially around the fixing screw 14. This plate forms at a central part a hole for passage of the fixing screw 14. This hole defines a passage section allowing the insertion of the screw rod 20 and preventing the passage of the screw head 22.
  • the plate forms at least one plate 13 for receiving the regulation 30 and safety 32 thermostats. In the example illustrated in Figures 1 and 2, two plates 13 are positioned at two opposite sides of the fixing screw 14. Each plate 13 carries one of the regulation 30 and safety 32 thermostats. The regulation 30 and safety 32 thermostats are thus offset at a position to which access is easy without generating a significant bulk of the regulation and safety member.
  • the conductive element 12 defines a connection surface cooperating with the fixing screw 14.
  • connection surface extends from one side of the plate facing the electrical insulating washer towards an opposite side of the plate making facing the screw head 22.
  • This connection surface also comprises a circular portion facing the screw rod 20.
  • the conductive element 12 further comprises a surface for receiving a regulation thermostat 30 and a thermostat safety 32.
  • This receiving surface is formed by the plates 13.
  • the receiving surface is preferably a flat surface to facilitate the installation of the regulation 30 and safety 32 thermostats.
  • the regulation thermostat 30 comprises a rod 31 making it possible to vary the regulation threshold temperature according to the needs of the user.
  • the safety thermostat 32 is here devoid of such a rod to limit the possibility of varying the safety threshold temperature for safety reasons of the storage device 10. The latter is in fact modifiable only during its manufacture in the factory.
  • the storage device 50 comprises a conductive element 52 mounted on a sheath 54 of a secondary flange 57.
  • the sheath 54 otherwise called “thumb” may initially be intended for the insertion of a rod thermostat or capillary.
  • the sleeve 54 extends from the secondary flange 57 towards the inside of the tank 58.
  • the sleeve 54 defines an internal cavity open to the outside of the tank 58 at the level of the positioning flange 56.
  • the sheath 54 opens out at the level of the positioning flange 56 so that it is possible to insert an element therein from outside the tank 58.
  • the positioning flange 56 can comprise a recess or a hole passage of the sheath 54 or the conductive element 52.
  • An electrical insulation element is arranged between the sleeve 54 and the positioning flange 56 as well as between, where appropriate, the sleeve 54 and the secondary flange 57.
  • This electrical insulation element can be a washer, a seal or a sleeve depending on the assembly carried out.
  • the sheath 54 forms the intermediate interface part.
  • the sleeve 54 is in contact with the stored fluid or the air present inside the tank 58.
  • the sleeve 54 therefore has a temperature very close to the temperature inside the tank 58. It is therefore a particularly representative of the temperature inside the tank 58 and therefore a particularly interesting temperature measurement point for the regulation and safety functions.
  • the conductive element 52 is arranged in contact with the sheath 54. To improve the contact surface and therefore the thermal transmission to the regulation and safety member, the conductive element 52 is preferably inserted at least partially inside inside the sheath 54. This insertion also facilitates the fixing of the conductive element 52.
  • the conductive element 52 can thus comprise a first portion 64 intended to be inserted inside the sheath 54 and a second portion 66 intended to be positioned outside the sheath 54 to receive the regulation 60 and safety 62 thermostats. .
  • the first portion 64 comprises a connection surface 68 as described above.
  • This connection surface 68 is preferably at least partially in shape complementarity with an internal surface of the sheath 54.
  • the connection surface 68 can be cylindrical. A tight fitting of the first portion 64 in the sheath 54 can be provided.
  • the second portion 66 comprises a reception surface 70 of the regulation thermostat 60 and/or of the safety thermostat 62.
  • This reception surface 70 is preferably at least partially flat to facilitate the installation of the regulation thermostat 60 and / or the safety thermostat 62.
  • the receiving surface 70 comprises a first surface portion on one side of the conductive element 52 and a second surface portion at one end of this conductive element 52.
  • the conductive element 52 could be the sleeve 54.
  • the conductive element 52 and the sleeve 54 could be one and the same piece corresponding to a conductive element as described previously. .

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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).

Description

Description
Titre de l'invention : Dispositif de stockage comprenant un organe de sécurité et de régulation à l’effet de polyvalence thermostatique
[0001] La présente invention concerne le domaine du stockage et de la distribution de fluide.
[0002] 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.
[0003] 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.
[0004] 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.
[0005] 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.
[0006] 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. [0007] 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.
[0008] 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 coûteux 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.
[0009] 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.
[0010] 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.
[0011] 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 coûteux. 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.
[0012] 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.
[0013] 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.
[0014] Il existe donc un besoin pour un dispositif de stockage de fluide, notamment un chauffe-eau, n’ayant pas les inconvénients précités.
[0015] 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.
[0016] 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 fixé sur ledit au moins un élément conductif. [0017] 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.
[0018] 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.
[0019] 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.
[0020] 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.
[0021] Selon des modes particuliers de réalisation :
- ledit au moins un thermostat de régulation est distinct du thermostat de sécurité, l’organe de régulation et de sécurité comprend donc au moins deux thermostats physiquement distincts ;
- ledit au moins un thermostat de régulation et ledit au moins un thermostat de sécurité sont fixés à l’élément conductif,
- les thermostats de régulation et de sécurité ne sont pas au contact de l’air ou du liquide présent dans le dispositif de stockage ; ainsi, les thermostats de régulation et de sécurité sont disposés à l’extérieur du réservoir formé par le dispositif de stockage,
- ledit au moins un parmi les thermostats de régulation et de sécurité est au contact de l’élément conductif,
- le contact entre l’élément conductif ledit au moins un parmi les thermostats de régulation et de sécurité est surfacique,
- 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.
Brève description des dessins
[0022] Les dessins annexés illustrent l’invention :
[0023] [Fig. 1] 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.
[0024] [Fig. 2] représente schématiquement une vue de face du premier mode de réalisation du dispositif de stockage.
[0025] [Fig. 3] 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.
[0026] [Fig. 4] représente schématiquement une vue de face du deuxième mode de réalisation du dispositif de stockage.
[0027] Description de mode(s) de réalisation
[0028] 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.
[0029] 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.
[0030] 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.
[0031] 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.
[0032] 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.
[0033] 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.
[0034] La cuve peut comprendre une ou plusieurs ouvertures d’accès respectivement obstrués à l’aide d’un ou plusieurs bouchons d’obstruction.
[0035] 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.
[0036] 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.
[0037] 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.
[0038] 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.
[0039] 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. [0040] 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.
[0041] 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.
[0042] 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. [0043] 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.
[0044] 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.
[0045] 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.
[0046] 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.
[0047] 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.
[0048] 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).
[0049] 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.
[0050] 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.
[0051] 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.nrr1.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.
[0052] 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.
[0053] 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. [0054] 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.
[0055] L’élément conductif est ainsi utilisé comme vecteur de chaleur ainsi que comme support pour le ou les thermostats qui sont disposés dessus.
[0056] 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.
[0057] 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.
[0058]
[0059] 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. [0060] 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.
[0061] 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.
[0062] 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.
[0063] 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.
[0064] L’élément conductif 12 est configuré pour transmettre la chaleur provenant de l’intérieur du dispositif de stockage 10, i.e. de l’air ou du liquide présent dans ce dispositif de stockage 10, vers l’organe de régulation et de sécurité. L’élément conductif 12 agit ainsi comme un guide de la chaleur vers l’un ou plusieurs parmi les thermostats de l’organe de régulation et de sécurité.
[0065] 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.
[0066] 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.
[0067] 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. [0068] 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.
[0069] 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. [0070] 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. [0071] 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.
[0072] [0073] 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. [0074] 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.
[0075] 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.
[0076] 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.
[0077] 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.
[0078] 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. [0079] 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

Revendications
[Revendication 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 fixé sur ledit au moins un élément conductif (12, 52).
[Revendication 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.
[Revendication 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.
[Revendication 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.
[Revendication 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.
[Revendication 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.
[Revendication 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.
[Revendication 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.
[Revendication 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.
[Revendication 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.
[Revendication 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.nrr1.K 1, à 20°C.
[Revendication 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).
[Revendication 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.
[Revendication 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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