Installation destinée à maintenir un corps à une température sensiblement constante. L'invention a pour objet une installation destinée à maintenir un corps à une tempéra ture sensiblement constante.
Cette installation est caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens d'alimentation agencés pour fournir audit corps de la cha leur sous forme d'impulsions d'énergie présen tant, en fonctionnement stable, une fréquence de ré(ui-i-erice an moins sensiblement cons tante, et des moyens de réglage disposés de manière à pouvoir échanger de la chaleur avec ledit corps et agencés de façon à faire varier la durée desdites impulsions conformément à la quantité de chaleur que ce corps dissipe par unité de temps.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'instal lation faisant l'objet. de l'invention.
lia figure unique de ce dessin est. un schéma électrique de cette forme d'exécution. La forme d'exécution représentée coin- prend un élément électrique de chauffage IIE destiné à fournir de l'énergie thermique à un corps non représenté qu'on désire elrauffer et maintenir à. une température sensiblement constante.
Cet élément est branché en série avec des contacts de travail mr d'un relais à contacts à mercure aux bornes d'un réseau d'alimentation en énergie électrique alterna tive de basse fréquence AC, par exemple aux bornes d'un réseau de distribution d'énergie électrique.
L n enroulement d'excitation MR dudit relais à mercure est branché en série avec des contacts de repos te d'un dispositif commandé thermiquement <I>TC</I> aux bornes d'un enroule ment secondaire d'un transformateur T dont l'enroulement primaire est relié aux bornes dudit réseau AC. Le dispositif commandé thermiquement. <I>TC</I> comprend un élément bi métallique disposé de .
manière à pouvoir échanger de la chaleur avec le corps qu'on dé sire chauffer et un enroulement de chauffage II W1 qui, lorsqu'il fonctionne seul, est inca pable de fournir suffisamment d'énergie thermique audit. élément bimétallique pour lui faire ouvrir les contacts te.
L'enroulement de chauffage HW1 du dis positif commandé thermiquement est bran ehé en série avec une résistance réglable PW3 et avec des contacts de trav ail r d'un relais R aux bornes d'une première partie de l'enrou lement secondaire du transformateur T. L'en roulement d'excitation du relais R est bran ché en série avec des contacts de repos er d'un régulateur d'énergie ER aux bornes d'une seconde partie de l'enroulement secon daire du transformateur T.
Le régulateur d'énergie ER est un dispo sitif connu comprenant. une lame bimétallique supérieure ic et une lame bimétallique infé rieure<I>1.</I> La lame bimétallique<I>u</I> sert à assu rer un fonctionnement invariable du régula teur d'énergie, en dépit de variations de la température ambiante. La bande bimétallique 1 est pourvue d'un enroulement de chauffage <I>II W2.</I>
L'enroulement de chauffage IIIV <I>2</I> est branché en série avec les lames bimétalliques 1 et zc et avec les contacts er du régulateur d'énergie aux bornes de ladite seconde partie de l'enroulement secondaire du transforma teur<I>T.</I> Le réguilateur d'énergie<I>ER</I> fonc tionne ainsi comme autointerrupteur com pensé en ce qui concerne la température ambiante et à une fréquence sensiblement constante. Il est. pourvu de moyens permet tant de régler le rapport de la période de rup ture de ses contacts er <I>à.</I> la période de ferme ture des contacts.
La résistance réglable PW3 est utilisée pour régler le domaine de température à, l'in térieur duquel l'installation fonctionne.
Lorsque du courant alternatif est, fourni au transformateur<I>T,</I> le relais à mercure JIR est excité et ferme ses contacts mr, de sorte que de l'énergie thermique est. fournie au corps devant être chauffé au moyen de l'élé ment de chauffage<I>HE.</I> Le relais R est. excité et ferme ses contacts r; le régulateur d'éner gie ER commence à fonctionner et interrompt, au bout d'une période déterminée, son propre circuit de chauffage comprenant. l'enroule ment HW2 et le circuit de l'enroulement.
d'excitation du relais R en ouvrant ses con tacts er. Le relais R n'étant plus excité ouvre ses contacts -r et interrompt ainsi le circuit de chauffage du dispositif commandé tliermique- ment <I>TC.</I> Les impulsions d'énergie thermique ainsi fournies à l'élément. bimétallique du dis positif commandé thermiquement <I>TC,</I> par l'enroulement de chauffage IIIV1, ne sont pas suffisantes en elles-mêmes pour forcer ce dis positif à ouvrir ses contacts te.
Cependant, l'élément bimétallique du dispositif coin- mandé thermiquement <I>TC</I> redoit de la chaleur (lu corps chauffé par l'élément de chauffage IIE et, à une température critique de ce corps, la première impulsion d'énergie thermique fournie au dispositif<I>TC</I> par HW1 suffit à provoquer l'ouverture des contacts te de ce dispositif, interrompant ainsi le circuit. de l'enroulement JIR du relais à mercure. Ce ré- lais ouvre alors ses contacts et interrompt le circuit de l'élément de cliaufage <I>HE.</I>
Les contacts te ne s'ouvrent que pendant un temps très court, vers 1a. fin de l'impulsion d'énergie thermique fournie par IIII'1 qui a provoqué leur ouverture, et se referment immédiatement à la fin de cette impulsion. La, température du corps chauffé continue à augmenter, mais à une vitesse qui diminue progressivement, chaque impulsion d'énergie thermique fournie à l'enroulement de chauf fage IIWl provoquant une ouverture de durée croissante des contacts te. Ce mode de fonctionnement se poursuit. jusqu'à. ce que la température du corps chauffé cesse de croître et que les conditions de fonctionnement de viennent stables.
Le temps durant lequel les contacts te sont, maintenus ouverts dépend partiellement de la quantité de chaleur que le corps chauffé dissipe par unité de temps. Semblablement, le temps pendant lequel ]es dits contacts sont maintenus fermés dépend de la quantité de chaleur absorbée par ledit corps par -unités de temps.
Lorsque l'installa tion atteint un état de fonctionnement stable, les contacts mr s'ouvrent et se ferment pério diquement, de sorte que de l'énergie thermique est fournie sous forme d'impulsions au corps qu'on désire maintenir à une température constante, le rapport entre les périodes de fer nieture et les périodes d'ouverture de ces contacts dépendant de la quantité de chaleur dissipée par ledit corps par unité de temps.
La fréquence de récurrence des impulsions d'énergie thermique fournies au dispositif commandé thermiquement au moyen du régn- lateur d'énergie est constante, à condition !lue la tension d'alimentation soit. constante. Lors que cela n'est pas le cas, ce régulateur d'éner gie compense automatiquement. de telles varia tions de tension en modifiant la, durée des- dites impulsions d'énergie thermique.
L'énergie thermique nécessaire pour chauf fer le corps qu'on désire maintenir à une température constante pourrait aussi être fournie par un courant continu, par un cou rant ou un champ électromagnétique de haute fréquence ou par d'autres moyens susceptibles d'être commandés par une installation telle que celle que l'on vient de décrire.
Installation intended to maintain a body at a substantially constant temperature. The object of the invention is an installation intended to maintain a body at a substantially constant temperature.
This installation is characterized in that it comprises supply means arranged to supply said body with heat in the form of energy pulses having, in stable operation, a frequency of re (ui-i-erice an less substantially constant, and adjustment means arranged so as to be able to exchange heat with said body and arranged so as to vary the duration of said pulses in accordance with the quantity of heat which this body dissipates per unit of time.
The accompanying drawing shows, by way of example, an embodiment of the installation which is the subject. of the invention.
The only figure in this drawing is. an electrical diagram of this embodiment. The embodiment shown here takes an electric heating element IIE intended to supply thermal energy to a body, not shown, which it is desired to heat up and maintain at. a substantially constant temperature.
This element is connected in series with the working contacts mr of a relay with mercury contacts to the terminals of a low frequency AC alternating electric power supply network, for example to the terminals of a distribution network of 'electric energy.
The excitation winding MR of said mercury relay is connected in series with rest contacts te of a thermally controlled device <I> TC </I> at the terminals of a secondary winding of a transformer T whose the primary winding is connected to the terminals of said AC network. The thermally controlled device. <I> TC </I> comprises a bi-metallic element arranged in.
so as to be able to exchange heat with the body that is to be heated and a heating coil II W1 which, when operating alone, is unable to supply sufficient thermal energy to said heating. bimetallic element to make it open the contacts te.
The heating winding HW1 of the thermally controlled device is connected in series with an adjustable resistor PW3 and with working contacts of a relay R at the terminals of a first part of the secondary winding of the transformer T The excitation bearing of relay R is connected in series with the rest contacts of an energy regulator ER at the terminals of a second part of the secondary winding of transformer T.
The energy regulator ER is a known device comprising. an upper bimetallic blade ic and a lower bimetallic blade <I> 1. </I> The bimetallic blade <I> u </I> serves to ensure an invariable operation of the energy regulator, despite variations in Room temperature. The bimetallic strip 1 is provided with a heating coil <I> II W2. </I>
The heating winding IIIV <I> 2 </I> is connected in series with the bimetallic blades 1 and zc and with the contacts er of the energy regulator at the terminals of said second part of the secondary winding of the transformer < I> T. </I> The energy regulator <I> ER </I> thus functions as an automatic switch designed with regard to the ambient temperature and at a substantially constant frequency. It is. provided with means allows both to adjust the ratio of the breakage period of its contacts and <I> to. </I> the contact closure period.
The adjustable resistor PW3 is used to adjust the temperature range within which the installation operates.
When alternating current is, supplied to the <I> T transformer, </I> the JIR mercury relay is energized and closes its contacts mr, so that thermal energy is. supplied to the body to be heated by means of the <I> HE heating element. </I> Relay R is. excited and closes its contacts r; the energy regulator ER starts working and interrupts, after a determined period, its own heating circuit comprising. winding HW2 and the winding circuit.
excitation of relay R by opening its con tacts. Relay R, no longer energized, opens its -r contacts and thus interrupts the heating circuit of the device controlled simply <I> TC. </I> The thermal energy pulses thus supplied to the element. bimetallic of the thermally controlled device <I> TC, </I> by the heating winding IIIV1, are not sufficient in themselves to force this positive device to open its contacts te.
However, the bimetallic element of the thermally wedge device <I> TC </I> returns heat (the body heated by the heating element IIE and, at a critical temperature of this body, the first pulse of heat. thermal energy supplied to the <I> TC </I> device by HW1 is sufficient to cause the opening of the contacts te of this device, thus interrupting the circuit of the JIR winding of the mercury relay. This relay then opens its contacts and interrupts the circuit of the heating element <I> HE. </I>
The contacts to you only open for a very short time, around 1a. end of the thermal energy pulse supplied by IIII'1 which caused their opening, and close immediately at the end of this pulse. The temperature of the heated body continues to increase, but at a rate which gradually decreases, each pulse of thermal energy supplied to the heating coil IIWl causing an opening of increasing duration of the contacts te. This mode of operation continues. until. that the temperature of the heated body ceases to increase and the operating conditions become stable.
The time that the contacts are held open depends in part on the amount of heat that the heated body dissipates per unit time. Similarly, the time during which said contacts are kept closed depends on the amount of heat absorbed by said body per unit of time.
When the installation reaches a stable operating state, the mr contacts open and close periodically, so that thermal energy is supplied in the form of pulses to the body which one wishes to maintain at a constant temperature. , the ratio between the periods of ironing and the periods of opening of these contacts depending on the quantity of heat dissipated by said body per unit of time.
The repetition frequency of the thermal energy pulses supplied to the thermally controlled device by means of the energy regulator is constant, provided the supply voltage is either. constant. If this is not the case, this energy regulator automatically compensates. such voltage variations by modifying the duration of said thermal energy pulses.
The thermal energy necessary to heat the body which one wishes to maintain at a constant temperature could also be supplied by a direct current, by a current or a high frequency electromagnetic field or by other means capable of being controlled. by an installation such as the one just described.