Brevet FR2034159A1 — publié le 19701211

L'innention a pour objet un nouveau contrôleur de dépression, propre à interrompre l'arrivée du gaz à un appareil du genre chauffe-eau ou chauffebain instantané à gaz, quand la dépression dans la gaine dlévacuation des gaz brûlés est trop faible. On sait que les appareils à gaz d'une certaine puissance et plus précisément les chauffe-eau-et chauffe-bains instantanés, doivent être raccordés à un conduit de fumée qui permet l'évacuation de la totalité des produits de combustion. Lorsque la totalité de ces produits de combustion ne peut être vacuée, par exemple en cas de défaut de tirage on en cas de refoulement par l'action du vent, une partie de ces produits peut alors s'évacuer dans le local où se trouve l'appareil, par l'orifice d'entrée d'air additionnel du coupetirage.De telles conditions anormales de fonctionnement peuvent devenir dangereuses pour les occupants de la piece où se trouve l'appareil et l'on comprend l'intérêt qu'il y a à équiper ces appareils à gaz, raccordés à un conduit de fumée ou de ventilation, dtun dispositif de sécurité qui provoquerait auto matiquement la coupure de l'arrivée du gaz au brtleur des qu'un refoulement, d'une certaine importance ou d'une certaine durée, se produit à l'un des orifices d'entrée d'air de l'appareil. On connait les dispositifs de sécurité montés sur les appareils qui asservissent l'arrivée du gaz au brûleur à la température que prend un élément thermosensi- bles disposé justement à proximité du point de refoulement possible, par exemple à l'orifice d'entrée d'air additionnel du coupe-tirage de l'appareil, tel que le décrit le brevet I.509.085 déposé le 17 Octobre I966 au nom de la demanderesse. Ces dispositifs de sécurité sont basés sur l'accroissement de la température que prend l'élément thermosensible quand il est soumis à des produits de combustion excessifs. I1 convient cependant de régler au mieux la sensibili té de ce dispositif pour que llarr8t du gaz n'intervienne pas intempestivement quand la température ambiante à proximité de l'appareil s'est élevée de façon normale apres une utilisation prolongée. On sait que de tout fière il y a risque de refoulement quand le tirage est insuffisant ou nul dans le conduit de fumée, ctest-à-dire quand la dépression dans ce conduit tombe au dessous dtun seuil bien défini, qui est d'ailleurs très faible. I1 apparait donc plus intéressant de mesurer la dépression qui règne dans le conduit de fumée et d'associer à ce contrSleur de pression un dispositif obtu- rateur de l'arrivée de gaz à l'appareil. On peut hSme envisager alors, quand une même gaine d'évacuation dessert plusieurs appareils, de n'installer qu'un seul contrôleur de dépression qui agirait sur l'arrivée de gaz à l'ensemble de l'installation. On connait des contr81eurs de pression ou de dépression, parfois appelés "pressostats" qui sont constitués généralement d'une membrane d'assez grand diamètre, rappelée par un ressort réglable, qui délimite deux chambres distinctes t l'une est à la pression atmosphérique, l'autre est reliée à ltenceinte dont on veut contrer la pression. le déplacement de cette membrane agit sur un interrupteur électrique qui commande la fermeture d'un clapet électromagnétique.Ce système à électrovalve nécessite, par conséquent, un branchement à une source de courant électrique. C'est un inconvénient particulier pour les chauffe-au et chauffe-bains instantanés à gaz qui ne possèdent pas de tels branchements électriques et, dans ce cas, ces pressostats ne peuvent être utilisés sans un accroissement important du prix de revient de l'installation. On connait également des valves ou soupapes de sécurité qui se ferment en réponse à une augmentation de pression du coté d'une membrane et dont l'organe obturateur est monté pivotant ou tournant et se déplace en direction du siège de valve sous l'action de la gravité ou d'un ressort. Un mécanisme à détente, à déclic ou à cliquet dtarrêt ou de blocage est prévu pour maintenir cet organe obturateur en position inactive ou inopérante. lea moyens agissant sur ce mécanisme pour le retenir dans cette position inefficace sont constitués, d'une façon connue, d'une paire de contacts métalliques fixes et d'un airant mobile sous le contr8le ou l'action de commande de la membrane réagissant à la pression.En cours de fonctionnement, clest-X-dire quand il y a libre passage de gaz, con contacts métalliques sont activés ou excités magnétiquement par l'aimant mobile qui les touche et transmettent le flux magnétique ainsi reçus à leurs extrémitds inférieures qui retiennent ou maintiennent le mécha- nisme à détente précédemment défini.Ce dispositif constitue donc un moyen de retenue magnétique d'un clapet associé à des organes de liaison mecanique connus du genre à leviers et cliquet d'arrêt, De plus, il nécessite de prévoir à travers la pièce qui ferme la cloison hermétique entre l'unité de commande à membrane et la cavité contenant ltorgane obturateur, une tige de contact métallique dont le montage est délicat. L'invention qui permet la détection dune dépression, Si faible soit~elle et l'obturation rapide par des moyens simples, d'une arrivée de gaz a pour but dtécarter tous les inconvénients propres aux systèmes connus à ce jour et précisément à ceux dont on a parlé plus haut, L'invention se rapporte, en effet, à un contrgleur de dépression autonome et réglable dans lequel d'une part, on n'utilise aucune électro valve nécesZ sitant un branchement électrique quelconque, d'autre part, dans lequel il n'y a pas de liaison mécanique directe entre la chambre à membrane qui constitue l'unité de commande et la cavité contenant l'organe obturateur, du fait que la transmission de mouvement de l'un à 1lautre staffectue par le jeu de forces magnétiques qui agissent, non pas coflm#Loyens de retenue, mais dans le sens de l'action de la membrane. Suivant une caractéristique générale de l'invention, le contrôleur de dépres- sion est constitué principalement de deux boitiers juxtaposés de manière étanche, le boitier supérieur est divisé de façon connue, en deux chambres distinctes par une membrane souple ; la chambre supérieure est reliée de façon également connue à la gaine dtévacuation des produits de combustion des appareils du genre chauffe-eau et chauffe-bains instantanés à gaz, la chambre inférieure étant à la pression atmosphérique. Le boîtier inférieur comprend les orifices d'arrivée et de départ de gaz, un bouton-poussoir d'armement associé à un clapet obturateur destiné à interrompre le passage du gaz à travers ledit boîtier. Suivant une première caractéristique de l'invention, un petit aimant fixé sur la surface inférieure de la membrane souple dans la chambre qui est à la pression atmosphérique coopère par liaison magnétique avec un autre petit aimant porté par le clapet obturateur situé dans le boitier inférieur ; cette liaison magnétique est obtenue à travers la paroi inférieure du boîtier supérieur par l'utilisation des forces de répulsion créées par la lise en opposition du flux des deux petits aimants. Suivant une deuxième caractéristique de 11invention un troisième aimant solidaire du boitier inférieur contenant le clapet obturateur coopère par attraction magnétique avec une armature solidaire du clapet obturateur ou directement associée au déplacement de celui-ci de manière telle que le mouvement de fermeture de ce clapet amorcé par la répulsion qu'exerce le premier aimant sur le second, soit rapidement mené à son terme par la rentrée dans le champ d'attraction du troisième aimant, de l'armature portée par la tige guide dudit clapet obturateur. Suivant une troisième caractéristique de l'invention un bouton-poussoir d'are* mement est agence de manière telle qu > en agissant sur ce dernier on provoque l'ouverture du clapet obturateur en mtmB temps que le décollage de l'armature qui lui est associée. D'autres caractéristiques particulières et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre des formes de réalisation prises à titre exemple. On se réfère aux dessins annexés qui représentent figure 1 une vue en coupe d'un contr8leur de dépression suivant l'invention, figure 2, une vue en coupe analogue montrant la position des différents organes quand il y a interruption de passage du gaz, figure 3 une vue en coupe d'une autre forme de réalisation de lI invention. Sur les figures 1 et 2, un ensemble formant unité de commande et désigné de façon générale par le chiffre de référence 10 est divisé en deux chambres distinctes par une membrane souple ou flexible 1, maintenue par la juttaposi tion des deux demi boitiers qui constituent ladite unité de commande. 'a chambre supérieure 2 est reliée à la gaine d'évacuation des produits de coobus tion de l'appareil par l'orifice fileté 3, sur lequel se fixe aisément le tuyau de raccordement non représenté.La chambre inférieure 4 est mise à la pression atmosphérique par le petit orifice 5. Ia membrane 1, munie de manière habituelle, des plaques de rigidité 6 qui lui sont solidaires, suppor- te à la partie supérieure un ressort de réglage 7 dont l'autre extrémité repose sur disque coulissant 8 réglable par la vis 9. Ia chambre supérieure 2, reliée à la gaine dtSvacuation se trouve donc, durant un fonctionnement normal en légère dépression par rapport à la chambre 4. le ressort 7 compense cette dépression en maintenant la membrane 1 dans la position représentée sur la figure 1. Un aimant permanent 11 logé dans la chambre 4 est fixé au dessous de la membrane flexible 1, sur la plaque 6 qui peut former entretoise pour que l'aimant soit écarté de la membrane. L' unité qui comporte l'organe obturateur est constituée d'un boitier 20 formant corps principal avec des orifices de passage coaxiaux d'entrée 12 et de sortie 13 de gaz. Le boitier 20 est fixé de manière étanche sous l'unité de commande 10. Un clapet obturateur 14 qui suit le mouvement de la tige guide 15 est mobile par rapport au siège de clapet 16, sur lequel l'étanchéité est assurée par un joint ordinaire 17 et par le fait du jeu prévu entre la tige guide 15 et le clapet 14, compensé par le petit ressort 18. Un ressort de renvoi 19 maintient, en fonctionnement normal, le clapet 14 écarté du siège 16, en prenant appui sur la pièce de centrage 23 solidaire du boitier 20. 'extrémité inférieure de la tige 15 porte une 'armature métallique 22 préféZ rentiellement de forme circulaire. Â la partie supérieure du clapet obturateur 14 est fixé un autre aimant permet nuent 21 qui se trouve dans l'axe de l'aimant 11 porté par la membrane souple 1. On notera que le champ magnétique qui s'établit entre les aimants 11 et RI est répulsif et stexerce à travers la paroi inférieure du boitier 10, quton peut avoir avantage à rendre aussi mince que possible pour ne pas perturber le champ magnétique créé entre lesdits aimants. Â la partie inférieure du boitier 20 est fixé, de manière étanche, une sorte de capuchon de fermeture 24, quert également de support à nu bouton poussoir 25 d'armement ou de réarmement dont l'axe 26 se trouve dans le prolongement de la tigevWuide 15 du clapet obturateur 14. Un ressort de rappel 27 maintien le bouton poussoir dans la-position représentée à la figure 1. Lt étanchéité est réalisée le long de la tige 26 par un joint torique 28. Un troisième aimant annulaire 29 est fixé à l'intérieur du boitier 20, dans le capuchon 24 concentriquement à l'axe de l'appareil, de telle manière que l'armature métallique 22 se trouve appliquée sur lui quand le clapet 14 est en position de fermeture. La figure 1 montre la position des différents organes du contrôleur de dépures~ sion suivant l'invention quand l'appareil à gaz est normalement alimenté en combustible, ctest-à-dire quand le gaz passe librement de l'orifice dtentrée 12 à l'orifice de sortie 13 du fait que le clapet obturateur 14 est ouvert. Se libre passage du gaz vers l1appareil, par exemple, vers un chauffe eau ou un chauffe bains sous entend que l'évacuation des gaz brûlés par la gaine steffectue correctement, ctest-à-dire qu il règne dans la chambre 2 une légère dépression par rapport à la pression atmosphérique de la chambre 4. Cette légère surpression relative de la chambre 4 par rapport à la chambre 2 maintient la membrane 1 dans une position sensiblement horizontale telle que l'aimant 11 soit écarté de l'aimant 21 et que leur interaction magnétique soit nulle. En cas de mauvais tirage dans le conduit de fumée, la dépression relative qui existait dans la chambre 2 va tendre à disparaitre, ce qui revient à dire qutune pression sensiblement égale à la pression bnosphérique s'établit dans la chambre 2, ou que la surpression relative qui existait dans la chambre 4 tend à être nulle. 'a membrane 1, soumise à la poussée du ressort 7, justement étalonné et taré en fonction de la dépression admise pour un fonctionnement normal, se déforme alors vers le bas dans la position représentée à la figure 2. L'aimant 11, au cours de ce déplacement vers le bas agit en répulsion sur aimant 21 porté par le clapet 149 à travers la paroi inférieure du boîtier 10. Cette action amorce le mouvement de fermeture du clapet obturateur à l'encontre du ressort 19, ce qui a pour effet de faire entrer l'armature métallique 22 portée par la tige 15 dans le champ d'attraction de l'aimant 29. Fun voit que Ie mouvement de fermeture du clapet 14 amorcé par la répulsion qu'exerce 11 aimant 11 sur l'aimant 21 est rapidement mené à son terme par l'attraction qu'exerce l'aimant 29 sur cette armature 22 ; celle-ci vient donc se coller rapidement sur l'aimant 29 et, parallèlement, le clapet 14 s'applique sur le siège 16e le jeu prévu entre la tige 15 et le clapet compensé par le petit ressort 18, permet d'assurer une bonne étanchéité aux joints 17 même si la position de l'aimant 29 n'est pas rigoureusement définie en hauteur. Quand il existe à nouveau une dépression dans la gaine d'Vvacuation des gaz brillés la membrane 1 reprend la position haute de la figure le Par action sur le bouton-poussoir 25, à l'encontre du ressort 27, on repousse la tige 15 vers le haut en décollant l'armature 22 de aimant 29, jusqu'à ce que le clapet 14 soit en position ouverte, à laquelle il reste maintenu par le ressort 19. On peut alors relâcher le bouton-poussoir puisque l1 armature 22 est écartée du champ d'attraction de l'aimant 29. Les différents ressorts ont des forces très différentes et sont tarés pour assurer leur fonction dans des limites bien définies. n convient en effet que la répulsion exercée par exemple par l'aimant Il sur l'aimant 21 puisse amorcer le mouvement de fermeture du clapet 14 à l'encontre du ressort 19. n faut donc que ce ressort soit suffisamment faible pour que ce mouvement de compression en début de course soit possible par la seule action de l'aimant 11. Par contre, il doit pouvoir maintenir le clapet ouvert pendant un fonctionnement normal. On voit qu'un tel dispositif permet l'interruption rapide d'admission de gaz à un appareils dès que la dépression dans la gaine d'évacua- tion des gaz brQés tombe au dessous d1un seuil bien défini ; ce seuil est d'Pilleurs réglable en agissant sur le ressort 7 par la vis 9. Un autre exemple de réalisation de contrôleur de dépression suivant l'invention est représenté à la figure 3. L'unité de commande est constituée par un boitier 10 qui renferme les mimes éléments que ceux décrits en référence aux figures 1 et 2. Ltunité qui comporte l'organe obturateur est constituée d'un boitier 30 formant corps principal avec des orifices d'entrée et de sortie de gaz. Comme précé demment, le boîtier 30 est fixé de manière étanche sous l'unité de commande 10. Un clapet obturateur 31 est porté par une tige 32 pivotante autour de l'axe 33. Un ressort 34 maintient le clapet 31 appliqué contre le siège de clapet 35, le tige 32 étant alors sensiblement horizontale. L'extrémité de cette tige 32 porte une armature métallique 36 disposée en regard d'un aimant annulaire 37 solidaire du boitier 30. le clapet 31 supporte, par l'intermédiaire d'une arm ture quelconque un aimant permanent 41 qui se trouve dans l'axe de l'aimant Il porté par la membrane souple le Le champ magnétique établi entre les aimants 11 et 41 est répulsif, comme dans l'exemple précédent.A la partie inférieure du boitier 30, est disposé un bouton poussoir 38 d'armement ou de réarmement dont l'axe 392 coaxial à l'aimant 37 peut agir sur l'armature 36 en l'écartant de cet aimant 37. Le bouton poussoir 38 est également muni d'un ressort de rappel 40. Dès qu'il y a mauvais tirage dans le conduit de fumée, c'este dire dès que la membrane 1 tend à descendre, l'aimant 11, porté par celle-ci agit en répulsion comme dans le cas précédent, sur l'aimant 41 et par le jeu du levier 32, fait pénétrer l'armature 36 dans le champ de l'aimant 37, ce qui a pour effet de provoquer la fermeture immédiate du clapet 31 sur son siège 35.En agissant sur le bouton poussoir 38, on peut réarmer le dispositif dans des conditions analogues à celles décrites dans l'exemple précédent. Ces exemples décrits précédemment mettent en lumière la sensibilité du dispo- itif qui permet, grace aux réglages des ressorts, d'obtenir un déclénohement du clapet obturateur dès que la dépression tombe au dessous dtun seuil bien défini. Les exemples ci-dessus de formes de réalisation de contrtleur de dépression ne doivent pas être pris dans un sens restrictif0 Diverses modifications peuvent etre effectuées sans sortir du cadre de l'inventions notamment en ce qui concerne la dimension et le positionnement relatif des éléments constitutifs. On a vu d'autre part que cet appareil réagit à un défaut de dépression, c'est-à-dire à un excès de dépression dans la chambre supérieure de l'unité de commende. On considère comme faisant aussi partie de l'invention, un dispositif analogue qui réagirait à un excès de dépressions c'est-à-dire à un accroissement de pression dans une chambre de l'unité de commende, étant entendu qu'on peut inverser les prises de pression pour faire alors communiquer la chambre supé rieure située au dessus de la membrane à une zone de plus haute pression. L'appareil fonctionne alors comme contr8leur de pression. - REUENDICaPIONS 10 - Contrôleur de dépression composé dlune unité de commande constituée par un boitier divisé en deux chambres distinctes par une membrane souple, dont l'une est à la pression atmosphérique et l'autre reliée à la gaine d'évacuation des gaz brillés d'un appareil du genre chauffe eau et chauffe bains instantanés à gaz et d'un dispositif associé permettant l'interruption de l'arrivée de gaz à l'appareil, ce dispositif étant constitué d'un autre boitier comportant le mécanisme formant valve ou soupape d'arrêt de gaz, juxtaposé à ladite unité de commande, caracté risé en ce que la membrane souple coopère avec l'organe obturateur du mécanisme d1arre de gaz par liaison magnétique à travers la paroi du boitier de l'unité de commande. 2 - Contrôleur de dépression conforme à la revendication 1, suivant lequel un petit aimant fixé sur la surface inférieure de la membrane souple, dans la chambre qui est à la pression atmosphérique, coopère par liaison magnétique avec un autre petisaimant porté par le clapet obturateur ; des forces de répulsion créées par la mise en opposition de flux de ces deux aimants constituent cette liaison magnétique. 3e - Contr8leur de dépression conforme aux revendications 1 et 2, suivant lequel un troisième aimant solidaire du boitier comportant le clapet obturateur coopère par attraction magnétique avec une armature solidaire du clapet obturateur de manière telle que le mouvement de fermeture de ce clapet amorcé par la répulsion qu'exerce le premier aimant sur le second soit rapidementmené à son terme par la rentrée dans le champ d'attraction du troisième aimant, de l'armature portée par le clapet obturateur. 4 - Contrôleur de dépression conforme à la revendication 3 suivant lequel le troisième aimant coopère par attraction magnétique avec une armature associée au déplacement du clapet obturateur. 50 - Contrôleur de dépression conforme aux revendications 1 à 4 suivant lequel un bouton poussoir d'armement est agencé de manière telle que par action sur ce dernier on provoque l'ouverture du clapet obturateur en même temps que le décollage de l'armature qui lui est associée. 60 - procédé et dispositif de contrôle de la pression ou de la dépression existant dans une enceinte, ainsi que les dispositifs associés permettant l'interruption de l'arrivée de gaz à un appareil à gaz à l'aide dan contraleur de dépression conforme aux revendications 1 à 5.