Brevet FR2030372A1 — publié le 19701113

î .2030372 La présente invention est relative à un analyseur d'atmosphère notamment pour la détection d'une insuffisance d'oxygène, ou d'un excès de gaz carbonique dans l'air d'un local et particulièrement utilisable comme dispositif de sécurité 5 sur les appareils de chauffage ou d'éclairage alimentés en hydrocarbures liquides ou gazeux. Tous les appareils dont le fonctionnement est basé sur la combustion d'hydrocarbures, ou de n'importe quel type de combustible, et dont la combustion exige un apport d'oxygène pré-10 levé sur l'atmosphère ambiante, peuvent provoquer des accidents ou des malaises si cette atmosphère n'est pas suffisamment renouvelée, par exemple dans des locaux où l'on évite le renouvellement continu de l'atmosphère pour maintenir dans ces locaux une température convenable. Il en résulte une diminution de la teneur en 15 oxygène de l'air du local et une augmentation correspondante de sa teneur en gaz carbonique qui est susceptible de provoquer des accidents ou des malaises. Pour éviter ces accidents possibles on équipe ces appareils d'analyseurs d'atmosphère, permettant de détecter dans 20 celle-ci une teneur insuffisante en oxygène et de signaler le dépassement du seuil susceptible de présenter un danger. La présente invention permet d'obtenir les meilleurs résultats par des moyens très simples, tant du point de vue construction que du point de vue du fonctionnement. Le dispositif fai-25 sant l'objet de l'invention est basé sur la modification de la forme et de la position de la flamme dans un brûleur en fonction de la teneur en oxygène (ou en gaz carbonique) de l'air alimentant ce brûleur et il est caractérisé par le fait qu'il comporte un brûleur tubulaire muni d'un élément thermosensible disposé 30 suivant l'axe du tube à la sortie de celui-ci et d'un dispositif conformâteur de flamme disposé concentriquement entre l'élément thermosensible et le tube du brûleur et adapté pour subdiviser la flamme en plusieurs dards, répartis autour dudit élément. Le conformateur de flamme est disposé dans la section 35 de sortie du brûleur tubulaire tandis que l'élément thermosensible axial s'étend vers l'extérieur au-delà de cette section de façon à se trouver, en régime de combustion normale» dans la partie la plus chaude de la flamme. Le conformateur de flamme est constitué soit par une 40 pièce en forme d'étoile comportant au moins trois branches et 69 29022 2 2030372 emmanchée par un manchon central sur l'élément thermosensible axial, soit par un disque comportant au moins trois ouvertures en forme de secteurs répartis autour d'une ouverture centrale par laquelle le disque est emmanché sur l'élément thermosensible. 5 II a été constaté que lorsque la teneur en oxygène de l'air ambiant alimentant la combustion est normale, et que le brûleur est bien réglé, les flammes partielles occupent la totalité de la section de passage qui leuï: est offerte à travers le conformateur et sont donc en contact avec l'élément thermosensi-10 ble axial qui est ainsi porté à une température élevée. Par contre, lorsque la teneur en oxygène de l'air devient insuffisante pour assurer une combustion complète, les flammes ont tendance d'une part à se décoller du brûleur et d'autre part à se déplacer vers l'extérieur pour être alimentées davantage en air secon-15 daire : il en résulte que ces flammes ne sont-plus en contact avec l'élément thermosensible central qui se refroidit, le refroidissement de cet élément pouvant être utilisé à l'aide de moyens divers dépendant de la nature de l'élément thermosensible, pour commander soit un avertisseur, soit un organe de contrôle coupant 20 l'alimentation en combustible de l'appareil de chauffage ou d'éclairage. Il y a lieu de noter que le brûleur équipé conformément à l'invention comme décrit ci-dessus, peut être un des brûleurs principaux de l'appareil ou un brûleur-pilote de contrôle, par exemple le brûleur de la veilleuse. Dans ce dernier cas, si 25 l'organe commandant la coupure de l'alimentation n'agit que sur les brûleurs principaux, le brûleur de la veilleuse réalisé conformément à l'invention pourra être utilisé également pour provoquer un réallumage automatique du ou des brûleurs principaux lorsque la teneur de l'air en oxygène sera redevenue normale à 30 la suite d'une ventilation forcée ou simplement à la suite d'un arrêt plus ou moins prolongé de l'appareil de chauffage qui aura permis un renouvellement d'air suffisant. A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et représenté au dessin annexé une forme de réalisation du dispositif suivant 35 l'invention. - Les figures 1 et 2 représentent respectivement en coupe axiale et en plan un brûleur équipé suivant l'invention. Les figures 3 et 4 sont des vues partielles respectivement en coupe axiale et en plan d'un brûleur muni d'une varian-40 te du conformateur de flammes. 69 29022 3 2030372 Les figures 5-6, 7-8, et 9-10 représentent respectivement en élévation et en plan, la forme des flammes dans le cas de trois régimes de combustion différents. Dans les figures 1 et 2, on a représenté à titre 5 d'exemple, un brûleur à gaz comportant d'une façon connue un injecteur 1 alimentant un venturi 2 aspirant l'air de combustion primaire et débouchant dans le brûleur tubulaire 3. Suivant l'axe de ce brûleur est monté un élément thermo-sensible, de forme cylindrique 4 qui peut être d'un type quelconque, tel 10 qu'un bilame, un thermo-couple ou un élément rempli d'un gaz ou d'un liquide dilatable. L'élément 4 s'étend quelque peu à l'extérieur de la section de sortie du brûleur 3, de façon que sa partie dépassant le brûleur se trouve dans la zone la plus chaude de la flamme. Dans la section de sortie du brûleur est monté un 15 dispositif conformateur de flamme 5 qui peut être constitué par un manchon serré sur l'élément 4 et muni de plusieurs ailettes, formant les branches d'une étoile, par exemple au nombre de cinq et s'étendant jusqu'à la surface interne du tube 3. Suivant la variante représentée en figures 3 et 4, 20 le conformateur de flamme peut être constitué par un disque embouti 6, serti sur l'élément thermo-sensible 4 et dans le tube 3, et présentant plusieurs ouvertures en forme de secteurs. Dans les deux cas, la partie la plus chaude de la flamme se trouve divisée en autant de dards séparés que le con-25 formateur 5 ou 6 présente d'ouvertures de passages. Comme représenté en trait mixte en figures 5 et 6, lorsque la combustion est complète, c'est-à-dire que la teneur en oxygène de l'air comburant est normale, les dards 7 remplissent entièrement la section des ouvertures de passage en forme 30 de secteurs du conformateur et enveloppent complètement l'élément thermo-sensible 4 qui se trouve porté à une température maximale. Lorsque la teneur en oxygène de l'air baissé, les flammes 8 (fig. 7 et 8) tendent à se déplacer vers 1*extérieur en s'allongeant et en s'écartant de l'élément thermo-sensible 35 central 4 afin d'aspirer davantage d'air secondaire pour faillir l'insuffisance d'oxygène dans l'air primaire. La température de l'élément 4 commence à baisser. Enfin, quand la teneur en oxygène de l'air du local tombe au-dessous du seuil minimum fixé à l'avance, les flammes 9 (fig. 9 et 10) s'aplatissent et s'étirent 40 contre la paroi intérieure du tube 3 en s'éloignant considéra 69 29022 4 2030372 blement de l'élément thermo-sensible 4 dont la température subit une baisse importante. Des moyens électriques, pneumatiques ou hydrauliques, ou une combinaison de moyens de ce genre, selon la nature de l'élément thermo-sensible employé, sont utilisés d'une 5 façon connue en soi pour actionner, lorsqu'un seuil de température prédéterminé est atteint, un appareil avertisseur approprié, ou un organe de contrôle qui coupe automatiquement l'alimentation en combustible des brûleurs de l'appareil de chauffage ou d'éclairage utilisé dans le local considéré. 10 Comme indiqué ci-dessus, le brûleur équipé suivant l'invention et décrit peut constituer un des brûleurs principaux d'un appareil quelconque, ou un brûleur pilote réservé uniquement au contrôle de l'atmosphère ambiante, ou encore une veilleuse restant allumée lorsque les brûleurs principaux s'éteignent et 15 qui peuvent être rallumés automatiquement par cette veilleuse lorsque la teneur de l'air en oxygène redevient normale. 69 29022 5 2030372 REVENDICATIONS 1.- Analyseur d'atmosphère, notamment pour la détection d'une insuffisance d'oxygène ou d1 un excès de gaz carbonique dans l'air d'un local, particulièrement utilisable comme 5 dispositif de sécurité sur les appareils de chauffage ou d'éclairage alimentés par un hydrocarbure liquide ou gazeux, caractérisé par le fait qu'il comporte un brûleur tubulaire muni d'un élément thermosensible disposé suivant l'axe du tube à la sortie de celui-ci et d'un dispositif conformateur de flamme disposé 10 concentriquement entre l'élément thermosensible et le tube du brûleur, et adapté pour subdiviser la flamme en plusieurs dards répartis autour dudit élément. 2.- Analyseur suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le conformateur de flamme est disposé dans la 15 section de sortie du brûleur tubulaire tandis que l'élément thermosensible axial s'étend vers l'extérieur au delà de cette section de façon à se trouver, en régime de combustion normale, dans la partie la plus chaude de la flamme. 3.- Analyseur suivant les revendications 1 et 2, 20 caractérisé par le fait que le conformateur de flamme est constitué par une pièce en étoile ayant au moins trois branches s'étendant depuis un manchon central emmanché sur l'élément thermosens ible. 4.- Analyseur suivant les revendications 1 et 2, 25 caractérisé par le fait que le conformateur de flamme est constitué par un disque embouti comportant au moins trois ouvertures en forme de secteur, dont les sommets sont voisins de l'élément thermosensible sur lequel ce disque est emmanché par un orifice central. 30 5.- Analyseur suivant l'une des revendications pré cédentes, caractérisé par le fait qu'il est constitué par un des brûleurs principaux d'un appareil de chauffage ou d'éclairage ou par un brûleur pilote spécial. 6.- Analyseur suivant l'une des revendications précé-35 dentes, caractérisé par le fait que l'élément thermosensible est agencé pour commander par son refroidissement un avertisseur ou un organe de contrôle de l'alimentation en carburant de l'appareil de chauffage ou d'éclairage.