Brevet FR2139645A1 — publié le 19730112

La présente invention concerne des dispositifs d'allu- singe automatique de brûleurs sans veilleuse. Les brevets des Etats-Unis d'Amérique nÇ83 172 456 et 2 305 242 décrivent des dispositifs d'allumage et de réglage de brdleurs, mais qui nécessitent invariablement la présence d'une flamme pilote séparée près du brûleur principal. De tels dispositifs, ainsi que d'autres, même lorsqu'ils comportent une flamme pilote, n'assurent pas un verrouillage de strette et un retard à l'allumage suffisants dans le cas du soufflage de la fia-e du brûleur. Les dispositifs d'allumage de brûleurs doivent être capables d'amorcer la combustion au niveau du brûleur dans toutes les conditions de soufflage accidentel de la flam- me et d'allumage normal en cas de besoin de chaleur, tout en étant suffisamment verrouillés en condition particulière. L'invention concerne un appareil d'allumage de brûleurs à gaz dans le cas de soufflage de la flamme, lorsque le besoin en gaz existe toujours. Un mécanisme de retard et de verrouillage de strette convenable empêche l'accumulation de gaz et les risques d'explosion avant un nouvel allumage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés sur lesquels La figure 1 est un schéma du dispositif de I'invention. La figure 2 est un schéma d'une vanne de détecteur de flamme utilisée selon l'invention. La figure 3 est une coupe d'un mécanisme de retard à gaz et d'une vanne utilisée selon l'invention. La figure 4 est une coupe partielle d'une variante de soupape de retenue et de rétrécissement incorporée au dispositif de la figure 3. Les figures 5 et 6 sont une variante du mécanisme de mise en action de la vanne du dispositif de la figure 3 ; et La figure 7 est une variante de l'association du piston et de sa tige. Sur la figure 1, du gaz de commande parvient è un contrôleur de température ou thermostat TC. Si celui-ci indique un besoin de chaleur et que le brûleur n'est pas allumé, le gaz de commandé dw brdleur passe dans le thermostat TU et la canalisation 10 et atteint une vanne A de détecteur de flamme (normalement fermée) et, par des canalisations 12, 14, 16, 18 et 20, des vannes C (normalement fermée ), D (normalement ouverte ) et P (normalement ouverte ). Comme la vanne D est ouverte, le gaz passe dans la canalisation 22 vers un double clapet de retenue ou vanne sélectrice E, puis dans la canalisation 24 jusqu' une soupape 25 B trois voies d'allumeur.La vanne 25 comprend un bras 25a placé dans l'une de trois positions : pas d'écoulement, écoulement vers l'évacuation 30 ou écoulement vers le dispositif 27 de mise en action de diaphragme. Le courant de gaz qui passe dans les canalisations 24 et 26 repousse le diaphragme et le bras 27a du dispositif 27 vers le bas en s'opposant 8 la force exercée par le ressort 27b. Le mouvement vers le bas du bras 27a commande à son tour un allumeur 29 piézo-électrique du type vendu sous la marque de fabrique ASLEVITEn, l'allumeur envoyant de l'énergie électrique dns le conducteur 31 jusqu'à une électrode 28 délimitant un espace pour une étincelle. L'action alternative se poursuit jusqu'à allumage du brûleur 13. L'étincelle est ainsi créée à l'extrémité du brûleur.Dans des courses alternées du bras 25a, le gaz sort dans la conduite 30 et pénètre dans le brûleur principal en aval de la vanne principale de gaz 15 qui est fermée à ce moment. Après l'accumulation de suffisamment de gaz dans le brûleur, l'allumage se produit. Le détecteur de flamme 11 réagit et ouvre la vanne A qui permet k son tour au gaz de commande de parvenir à la vanne principale 15 par les canalisations 32 et 34. Comme le gaz circule dans les canalisations 36 et 38, les vannes C, D et F sont mises en action. Ceci se produit grâce au passage dans la vanne B, puis dans la canalisation 40 et jusqu'à la vanne D qui se ferme, la pression montant dans la canalisation 42 et ouvrant la vanne C. Lors de la fermeture de la vanne D, le dispositif de l'allumeur est fermé.La vanne P est ensuite fermée et comme le courant passe de la canalisation 38 à la canalisation 44, le mécanisme de retard 17 est réarmé en position de départ. Le gaz en excès sort par la canalisation 48 communiquant avec la canalisation 30 et pénètre dans le brûleur. 'latis le cas où la flamme du brûleur s'éteint, accidentel lement ou non, et que le thermostat TO commande toujours la dissipation de chaleur, la vanne A se ferme car le détecteur de 'flamme se refroidit. La vanne principale 15 se ferme et la vanne F s'ouvre en permettant le passage dans la canalisation 46, de manière à faire démarrer le mécanisme à retard. Après la fin de l'intervalle minuté donné, qui permet une purge convenable du gaz accumulé, le gaz passe de la canalisation 46 par le mécanisme 17 puis par la canalisation 50 dans la vanne E et commande le système d'allumage comme décrit précédemment. Le mécanisme de retard qui fonctionne jusqu'à l'allumage, constitue une caractéristique importante de l'invention. Cette dispositiân nécessite le maintien des vannes C et D dans leur position de travail, c'est-k-dire respectivement ouverte et fermée. Ceci est possible grâce au courant de gaz qui passe dans les canalisations 14 et 16, dans la vanne C ouverte, dans la canalisation 56, dans la vanne B et les canalisations 40 et 42 de façon à maintenir les vannes dans la condition citée de travail. Le rCle principal de la vanne D est de fournir une puissance motrice au système d'allumage lorsque le thermostat TO demande un chauffage. La vanne C sert de dispositif de sûreté et fait fonctionner la vanne D en empêchant un allumage prématuré lors d'un soufflage du brûleur. Ainsi, le système d'allumage ne fonctionne qu'après un intervalle de temps voulu, et dans ce mode de réalisation, le gaz passe dans la vanne décrite en référence aux figures 3 k 7. Bien que le dispositif d'allumage de l'invention soit du type alternatif, il faut noter qu'on peut le remplacer par un type hydraulique ou pneumatique tel que décrit dans le brevet des Stats-Unis d'Àmérique n2 ,'3 344 835. il faut noter que le dispo sitif permet au gaz évacué de la vanne A par la canalisation 52 et évacué de la vanne C par la canalisation 54 de pénétrer direc tement dans le brûleur. Bien qu'on ait décrit le dispositif, dans la disposition préférée pour de nouvelles installations, destiné k être utilisé seulement avec un brûleur principal et sans brûleur pilote secondaire, il faut noter que l'invention s'adapte aussi aux installa tions existantes qui comprennent un brûleur pilote séparé associé au brûleur principal. Sous cette forme, le brûleur pilote peut devenir le dispositif d'allumage, les gaz d'évacuation et l'allumage à étincelle étant associés au brûleur pilote et non au brûleur principal comme décrit dans le présent mémoire. Apure allumage,le brûleur pilote cesse de fonctionner. On va maintenant décrire la vanne A associée au détecteur de flamme en se référant à la figure 2 qui la représente en détail. En cours de fonctionnement, lorsque le détecteur est chauffé, les gaz provoquent la dilatation du soufflet 60. Un tube 62 fixé à l'extrémité inférieure du soufflet et ouvert à son extrémité inférieure, comprend un ou plusieurs orifices 64 à son extrémité supérieure, au voisinage du fond du soufflet. Un joint torique 68 se loge dans le passage du corps 58. L'extrémité inférieure du tube 62 après dilatation du soufflet, vient contre un siège élastique 70 ou en caoutchouc d'un clapet 72 en assurant l'étanchéité, et en s'opposant à la force du ressort 74. Un orifice de guidage 76 du clapet 72 se déplace le long d'un ergot 78 de guidage en maintenant un clapet dans l'axe.Lors de ce mouvement, le gaz peut passer de la canalisation 10 et du raccord 80 dans la chambre 82 puis à l'extérieur par le raccord 84, en pénétrant dans la canalisation 52 et en se dirigeant vers la vanne C, par exemple; dans certains cas, non décrits dans ce présent mémoire, la connexion 84 peut etre reliée à un mécanisme d'alarme ou autre destiné à fonctionner lorsque le détecteur de chaleur est chauffé. Lors du refroidissement ou dans le cas d'extinction du brûleur, le cycle inverse se produit et après contraction du soufflet 70, le clapet 72 ferme la chambre 82 et le gaz restant dans la canalisation 32 ou dans la chambre sort par l'orifice 64 et dans la canalisation 52 par l'intermédiaire du raccord 86. On va maintenant décrire le mécanisme de retard et la vanne associée. Sur la figure 3, le mécanisme 17 et la vanne comprennent un carter 90 dans lequel se trouve un piston 92 fonctionnant dans le cylindre 94. Le piston assure l'étanchéité non seulement à la périphérie externe, mais aussi autour de la tige 96 de commande, le piston coulissant par rapport k cette tige jusqu'à ce qu'il heurte ltorgane 98 d'extrémité de la tige. Pour réarmer le méca niame de l'invention dans un cycle tel que décrit précédemment, le gaz pénètre dans la canalisation 100 du corps en ouvrant le le piston clapet anti-retour t02 et en déplaçant vers la droite le long de l'arbre 96, jusqu'à ce qu'ils butent l'un sur l'autre, et le gaz déplace alors à la fois le piston et l'arbre.L'autre extrémité de l'arbre se trouve dans une chambre 104 et comprend un dispositif de mise en action de vanne 106 utilisé avec les tiges de vanne d'entrée 108 et de sortie 110. Un orifice de sortie 112 existe aussi dans la chambre 104. Avec l'appareil de la figure 1, la vanne de sortie n'est pas nécessaire et seul l'orifice 112 relie la canalisation 50 au circuit d'allumage. Dans d'autres cas d'utilisation, on peut souhaiter que la vanne d'évacuation vide la chambre 104 ou libère la pression. Un déplace ment vers la droite du dispositif 106 ouvre la vanne 110 et fermi la vanne 108. Dans cette position, le mécanisme de retard est ac: tivé à nouveau ou réamorcé à la demande.Après introduction cove- nable du gaz par la canalisation 46 vers la connexion 116, le piston se déplace vers la gauche aussi vite que le gaz peut sortir par le rétrécissement fixe 118 voulu avant d'aller dans le brûleur. Près de l'extrémité de sa course, le piston 92 heurte l'extrémité 98 de la tige de piston et déplace le dispositif 106 en ouvrant l'alimentation,en repoussant le clapet d'alimentation et en fermant simultanément l'évacuation 110. Le gaz passe maintenant dans la canalisation 116, la vanne 108, l'orifice de la chambre t04 et la sortie 112, la canalisation 50 et finalement le mécanisme d'allumage comme décrit précédemment. La figure 4 représente une variante du mécanisme de ré trécissement et de l'orifice de réarmement. Le gaz pénètre dans l'orifice de réarmement par la canalisation 44. Un clapet 120 en csoutchouc est fixé d'un côté d'un tube en caoutchouc ou manchon et recouvre un manchon 122 de rétrécissement en métal fritté. L'ouverture du clapet permet la pénétration du gaz dans le cylindre en repoussant le piston vers la droite et le réarmement du mécanisme de retard. Àu cours de la course du piston, le gaz qui se trouve à gauche sort de la chambre par un trou calibré 124 dans le manchon en caoutchouc, puis passe dans le dispositif 122 en métal fritté et sort par la canalisation 100. On peut utiliser d'autres types de mécanismes, par exemple une vanne pointeau à pointeau peu conique, au lieu du dispositif 118 de rétrécissement représenté sur la figure 3. La figure 5 représente un autre mode de réalisation permettant l'ouverture et la fermeture de la vanne au cours de la phase de retard et le réarmement. Dans ce cas, la tige 96 comprend des ergots transversaux 130 et 134 qui coopèrent avec des lames élastiques métalliqùes 136 et 138 destinées à ouvrir et fermer les vannes 108 et 110. Ainsi, lorsque la tige 96 est réarmée et se déplace vers la droite, la vanne 108 s'ouvre et le vanne 110 d'évacuation se ferme, car l'ergot 130 repousse le ressort 136 à lame, alors que le ressort 138 est repoussé en fermant la vanne 110. Les ergots se trouvent sur la tige de façon que l'orifice Qe soit fermé avant l'ouverture de l'orifice 110. La figure 6 représente un autre mode de réalisation comportant un ressort unique 140 z lame fixé à la tige de piston d'un ressort 142. Un patin élastique 144 permet d'ouvrir et/ou de fermer les vannes respectives 108 et 110. Dans cette position, la vanne devient un dispositif à action brusque lors du déplacement de la tige de piston dans une direction ou dans l'autre. La figure 7 représente une variante de piston dans laquelle un piston 92', au lieu de coul-isser autour d'une tige de piston comme représenté, forme un dispositif qui élimine la nécessité d'une garniture quelconque autour de la tige de piston. il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'k titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir du cadre de l'invention, qui est défini dans les revendications annexées. XEVENDICATIONS 1. Dispositif d'allumage automatique d'un brûleur à combustible fluide, caractérisé en ce qu'il comprend un brûleur ayant une électrode isolée placée au voisinage du brûleur à une distance formant un espace pour une étincelle, une canalisation principale d'alimentation en combustible fluide du brûleur, commandée par un robinet pilote ou une vanne à diaphragme, et une alimentation de commande en combustible fluide, destinée au dispositif d'allumage, un dispositif de détection de la chaleur four ne par le brûleur, associé à une vanne de détecteur interrompant l'alimentation en combustible de commande et destinée à être normalement fermée dans le cas où le brûleur ne chauffe pas, un dispositif destiné à fournir une étincelle dans ledit espace et utilisant le courant de combustible fluide comme force motrice, l'évacuation de ce dispositif étant reliée au brûleur en vue de l'allumage, un dispositif de vanne à retard fonctionnant en cas d'une extinction accidentelle du brûleur en retardant le passage du combustible fluide vers le dispositif de création d'étincelle, une canalisation de mise en action d'étincelle faisant communiquer le combustible de l'amont de la vanne du détecteur par l'intermédiaire d'un premier robinet pilote normalement ouvert vers le dispositif de c-réation d'étincelle et vers un second robinet pilote normalement fermé utilisé pour commander le premier robinet pilote, et par l'intermédiaire d'un troisième robinet pilote normalement ouvert jusqu'au dispositif à retard, une canalisation de commande de vanne placée en aval de la vanne de détecteur et fournissant du combustible fluide sous pression de ladite vanne de détecteur, lorsqu'elle est ouverte, à la commande du troisième robinet de manière à le fermer et à réarmer le dispositif k retard le cas échéant, et vers une vanne sélectrice à trois voies ouverte dans une première position de manière à communiquer avec la commande du premier robinet de manière à fermer celui-ci et avec la commande du second robinet de manière à ouvrir, et vers la commande de la vanne d'alimentation principale en gaz de manière à l'ouvrir, un dispositif de canalisation allant de l'ori- fice de sortie du second robinet à la vanne sélectrice dans une seconde position fermant Ia canalisation de commande et communiquant avec les commandes des premier et second robinets de manière k les maintenitermés et ouverts, et une canalisation d'évacuation vers le brûleur des second et troisième robinets et de la vanne de détecteur. 2. Soupape à commande par pression, caractérisée en ce qu'elle comprend un corps comprenant une première chambre avec un orifice de sortie et une seconde chambre avec un orifice d'entrée, une chambre intermédiaire placée dans le corps et comportant un orifice de sortie, un clapet placé dans la seconde chambre et repoussé de manière à fermer normalement un passage de communication entre la seconde chambre et la chambre intermédiaire, un dispositif d'étanchéité placé dans la première chambre et capable de se dilater sous une pression de fluide, un prolongement fixé au dispositif d'étanchéité et mobile avec lui, ledit prolongement ayant une longueur telle qu'il pénètre dans la chambre intermédiaire et, lorsqu'il est dilaté, dans la seconde chambre, en repoussant ledit clapet, le prolongement coopérant de façon étanche avec le corps et comportant une canalisation assurant la commun il cation entre la première chambre et la chambre intermédiaire,, lorsqu'il n'est pas dilaté, et étant fermé par le clapet lorsque le dispositif d'étanchéité est dilaté. 3. Vanne selon la revendication 2, caractérisée en ce que le dispositif d'étanchéité est un soufflet dilaté par des gaz chauffés qu'il contient. 4. Vanne selon la revendication 2, caractérisée en ce que la seconde chambre comprend un siège élastique destiné à fermer le passage de la canalisation du prolongement lorsque le dispositif d'étanchéité est dilaté. 5. Vanne k retard, destinée à agir sur les fluides sous pression, caractérisée en ce qu'elle comprend un carter, une chambre de vanne placée dans ledit carter et comportant un clapet d'entrée normalement en position de fermeture et un orifice de sortie de la chambre, un cylindre de retard placé dans le carter, une tige de mise en action allant de la chambre dans le cylindre, un dispositif placé dans ladite chambre et fixé à la tige de manière à ouvrir le clapet d'entrée, un piston coaxial à la tige et mobile suivant son axe entre les butées sur la tige entre deux positions, une entrée de fluide sous pression se dirigeant vers le clapet d'entrée et vers le cylindre d'un coté du piston de manière k déplacer ce dernier de la première position à la seconde, puis k.déplacer le piston et la tige ensemble légèrement gu-delà vers une troisième position de manière à ouvrir le clapet d'entrée dans la chambre, une canalisation principale communi- quant,par l'intermédiaire d'une canalisation de réarmement capable entre fermée, avec ledit cylindre de l'autre coté de manière k fournir du fluide sous pression en déplaçant le piston dans la troisième position à la première position en coopérant de la tige pour-iermer le clapet d'entrée dans la chambre, et une canalisation allant dudit cylindre à ladite canalisation principale et destinée à évacuer le fluide de celle-ci par un rdtrécissement, de manière que le piston se déplace de la première à la troisième position pendant une période déterminée.