Brevet FR2238903A1 — publié le 19750221

L'invention est relative aux dispositifs de sécurité pour les appareils du genre des chauffe-eau et chauffe-bains à gaz > dispositifs destinés à couper automatiquement l'admission du gaz combustible au brûleur de l'appareil lorsque la température de l'eau sortant du sorps de chauffe de cet appareil dépasse une valeur critique prédéterminée Tc. Elle concerne plus particulièrement, parmi ces dispos il tifs de sécurité, ceux comportant : un clapet-gaz sollicité constamment yers sa position de fermeture par un ressort ; un verrou propre à maintenir ce clapet-gaz en sa position ouverte ; et des moyens thermostatiques sensibles à la température de l'eau à la sortie du corps de chauffe propres à commander automatiquement le "déverrouillage" c'est-à-dire un déplacement du verrou propre à libérer la détente du ressort et à fermer ainsi le clapet-gaz, dès que ladite température dépasse une valeur critique Tc. Elle a pour but, surtout, de rendre plus simples, plus s(rs et moins onéreux les moyens de commande thermostatiques compris par les dispositifs de sécurité en question. Ces dispositifs de sécurité conformes à l'invention sont caractérisés en ce qu'ils comprennent : un doigt de commande sollicité constamment vers une position pour laquelle il commande le "déverrouillage" ci-dessus ; un lien inextensible dont une extrémité est fixée sur ce doigt ; et des moyens pour accrocher l'autre extrémité de ce lien sur une pièce chauffée à la température à contrôler en exerçant une traction sur ledit doigt, traction qui place celui-ci en une position autorisant le nverrouillage" (maintien du clapet-gaz en position ouverte) lesdits moyens comprenant un élément thermofusible propre à fondre à la température critique T c et prévu de façon telle que cette fusion supprime l'accrochage du lien sur la pièce chauffée et donc libère le doigt de commande du déverrouillage. Dans des modes de réalisation préférés, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes - la pièce chauffée est un tronçon de la canalisation qui est parcourue par l'eau chaude sortant du corps de chauffe de l'appareil, - le doigt de commande est constitué par la tige d'un pis ton coulissant dans un cylindre, tige faisant saillie hors du cylindre à travers un fond de celui-ci, ledit piston étant sollicité axialement vers ledit tnd par un ressort hélicordal de compression intérieur au cylindre, le lien est un câble inextensible arrimé sur le piston et traversant un trou évidé dans le fond, du cylindre, opposé à celui traversé par la tige > et ce câble est logé dans une gaine flexible mais incompressible axialement sollicitée à la compression, lors de l'accrochage du cible sur la pièce chauffée et prenant alors appui axialement par ses deux extrémités respectivement sur le cylindre et sur la pièce chauffée ou sur une portée solidaire de cette pièce, - les moyens d'accrochage comprennent une pastille encochée constituée en un matériau dont la température de fusion est égale à la température critique Tc, la largeur de l'encoche de cette pastille étant sensiblement égale au diamètre du ciblez et un dé plus large que cette encoche fixé à l'extrémité de câble à accrocher, - dans un dispositif de sécurité conforme à l'alinéa prévu dent, les moyens d'accrochage comprennent en outre : un sabot fixé, notamment par soudure, sur la pièce chauffée et évidé par deux rainures rectilignes croisées, l'une desdites rainures étant propre à servir de logement à la pastille de manière que celle-ci aligne son encoche, ouverte vers l'extérieur, avec la direction générale de l'autre rainure, la largeur de cette autre rainure étant légèrement supérieure à celle du dé ;de préférence un capot propre à coiffer le sabot de manière à maintenir en place la pastille, le dé et le bout de cible contigu à ce dé dans les rainures de ce sabot ; et éventuellement en outre un organe de verrouillage de ce capot tel qu'un fil plombé, - le sabot est prismatique et présente une section transversale trapézoidale, ses génératrices sont parallèles à l'axe d'un tronçon de canalisation d'eau sur lequel est soudée la grande base de ce sabot et les deux bords longitudinaux de cette grande base débordent par rapport à la surface extérieure dudit tronçon de façon à constituer des rails de guidage pour deux bords repliés du capot, - les moyens d'accrochage comprennent un crochet soudé sur la pièce métallique à laide d'un alliage dont la température de fusion est égale à la température critique Tc - le matériau thermofusible est l'alliage eutectique comprenant en poids 45 % de plomb et 55 X de bismuth, alliage dont la température de fusion est égale à 118 C. L'invention comprend, mises à part ces dispositions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après. Dans ce qui suit l'on va décrire deux modes de réalisation préférés de l'invention en se référant au dessin ci-annexé d'une manière bien entendu non limitative. La figure 1, de ce dessin, montre, partie en perspective, partie en coupe, un dispositif de sécurité établi conformément à l'invention. La figure 2 montre en vue latérale une partie d'une variant te d'un tel dispositif également conforme à l'invention. Dans les deux cas > d'une façon connue en soi, on fa-it comprendre à 1' appareil (chauffe-eau ou chauffe-bain) à pro léger contre une surchauffe éventuelle une conduite d'admission t du gaz combustible au valeur de cet appareil et l'on prévoit sur cette conduite 1 un "clapet-gaz", ctest-à-dire un clapet 2 propre à obturer ladite conduite en coagissant de manière étanche avec un siège 3 lorsque la détente d'un ressort hélicodal de compression 4 appliqué sur ce clapet est rendue possible. Lors du fonctionnement normal de l'Sppareil, cette détente du N sort 4 est rendue impossible par présentation du bec 5 d'un verrou extérieur 6 sur la trajectoire d'une butée 7 solidaire de la tige 8 du clapet 2. Le verrou 6 se présente sous la forme d'un levier coudé monté pivotant autour d'un axe fixe 9. Un doigt de commande 10 vient au contact du bras 11, de ce levier, opposé au bec 5. Tant que ce doigt 10 demeure en sa position Effacée il lui trée, le mécanisme demeure verrouillé en sa position armée, pour laquelle le ressort 4 est comprimé et le clapet-gaz, ouvert. Au contraire, dès que le doigt 10 est déplacé en repoussant le bras 11 (vers la droite sur la figure t), le bec 5 s'échappe hors de la trajectoire de la butée 7, ce qui autorise la détente du ressort 4 et l'application du clapet 2 contre son siège 3 : le-clapet-gaz se ferme et le brtleur s'éteint, Dans les modes de réalisation connus, les déplacements en question du doigt 10, déplacements propres à déclencher la fermeture du clapet-gaz, sont commandés par des moyens thermos tatiques sensiblés à la température critique Tce Les modes de réalisation, de ces moyens connus jusqu'à ce jour étaient relativement compliqués, peu sûrs et coûteux. Dans les modems de réalisation ici envisagés on exploite la fusion d'un élément sensible à la température à'contrôler et propre à fondre à la température critique Tc : cette fusion est exploitée pour libérer la détente d'un ressort 12 propre à déplacer le doigt de commande 10 dans le sens correspondant à la fermeture du clapet-gaz. Plus précisément, cette libération est assurée en relâchant la tension d'un câble inextensible 13 accroché sur le doigt 10, tension ayant normalement pour effet de bander le ressort 12. On relâche cette tension du câble 13 en supprimant l'accrochage de l'extrémité de ce câble la plus éloignée du doigt 10 , sur une structure d'ancrage appropriée : à cet effet l'on détruit automatiquement cette structure quand la température de. l'eau sortant du corps de chauffe atteint la valeur critique T c ou une valeur voisine de celle-ci. Ladite structure est montée, notamment par soudage, sur un tronçon de canalisation 14 parcouru par l'eau sortant du corps de chauffe de l'appareil et elle comprend un élément fusible à la température Tc Cet élément est disposé de façon telle que la température du tronçon 14 lui soit directement transmise par conductibilité. La matière constitutive de cet élément est notamment lal- liage eutectique comprenant en poids 45 X de plomb et 55 X de bismuth, alliage dont la température de fusion est égale à 118 C. Dans le mode de réalisation de la figure 1, ledit élément est une pastille encochée 15 dans l'encoche 16 de laquelle est logée l'extrémité du cible 13, ce cable étant terminé par un dé 17 plus large que l'encoche 16. La structure d'accrochage comprend ici, en plus de la pastille 15, un sabot prismatique 18 évidé par deux rainures croisées 19 et 20. L'une de ces rainures, ou rainure longitudinale 19,est parallèle à l'axe du tronçon 14 et l'autre rainure 20, transversale, est perpendiculaire à la première et propre à recevoir sans jeu la pastille 15 de façon telle que celle-ci présente l'ouverture de son encoche selon la direction générale de la rainure 19. La largeur de ladite rainure 19 est suffisante pour recevoir le dé 17. Le sabot présente ici une section transversale trapézoldale et sa grande base est creusée selon une surface concave complémentaire de la surface exterieure du tronçon 14. Cette grande base est soudée sur ledit tronçon de façon telle que ses deux bords longitudinaux 21 et 22 fassent saillie au-delà de ladite surface extérieure du tronçon. Comme pour les câbles des freins de bicyclettes, le cible 13 est logé dans une gaine 23 du type tfbowdentt, c'est-à-dire incompressible - axialement. Deux bagues d' extrémité 24 et 25 de cette gaine prennent appui axialement contre respectivement un boitier cylindrique 26 et l'une- des faces terminales du sabot 18, au niveau d'une extrémité de la rainure 19. Le bottier cylindrique 26 sert de logement à un piston 27 dont le doigt 10 ci-dessus constitue la tige : ce doigt 10 traverse jointivement l'un des fonds 28 dudit boitier de façon à faire saillie a l'extérieur de celui-ci. Une extrémité, du cible 13,est arrimée sur le piston 27 et traverse le fond 29, du bottier 26, opposé à son fond 28. Le ressort 12 ci-dessus est un ressort hélicordal de compression entourant ladite extrémité de câble et interposé axialement, à l'intérieur du bottier 26, entre le piston 27 et le fond 29. On voit encore sur la figure 1 - un capot 30 constitué par une tôle repliée propre à chevaucher sans jeu le sabot prismatique 18 en étant guidé à glissement doux le long des arêtes de celui-ci, et en particulier le long de ses arêtes 21 et 22, - et un fil plombé 31 susceptible de coagir avec des trous 32 et 33 pratt ués respectivement dans le sabot 18 et dans le capot 30 aux fins de verrouillage de ce capot sur ce sabot. Le dispositif de sécurité qui vient d'être décrit fonctionne comme suit. Pour l'armer, c'est-à-dire pour placer son doigt de commande 10 dans sa position illustrée permettant de placer le verrou 6 en sa position de verrouillage (pour laquelle le bec 5 vient porter contre la butée 7) on commence par mettre en place dans la rainure transversale 20 une pastille 15 puis on tire sur le dé 17 de façon à écarter de la bague d'extrémité 25 de la gaine suffisamment pour que cette bague puisse être disposée contre lune des faces terminales du sabot 18 en meme temps que le dé 17 est introduit dans la portion, de la rainure 19, la plus éloigne de ladite bague. Pendant cette traction, le ressort 12 se comprime. Après la mise en place correspondante de la bague 25 et du dé 17, l'effort de rappel du ressort 12 applique axialement, dans des sens opposés, ladite bague 25 contre le sabot et ledit dé contre le bord de l'encoche 16. On met alors en place le capot 30 sur le sabot 18, ce qui maintient à l'intérieur des rainures 20 et 19, respectivement la pastille 15 et le bout du cible 13 terminé par le dé 17. Pour éviter tout dégagement intempestif de ce capot,. on peut verrouiller sa mise en place par introduction du fil 31 dans les différents orifices 32 et 33 alors en regard, puis plombage de ce fil. L'amenée du clapet-gaz en sa positionverrouillée ouverte est assurée par traction sur un bouton 34 terminant la tige 8 d'une course suffisante pour que la butée 7 parvienne au-delà du bec 5, ce bec 5 étant mis en place sur la trajectoire de ladite butée 7, comme illustré sur la figure 1, par exemple à la main. Le dispositif de sécurité est ainsi armé: et prêt à fonctionner. Tant que la température de l'eau circulant dans le tronçon 14 demeure inférieure à la température critique Tc, rien ne se passe. Dès que ladite température atteint la valeur critique Tc en question, la pastille 15 fond, de sorte que le dé 17 ntest plus retenu par les bords de l'encoche 16 de cette pastille : la détente complète du ressort i2 est donc rendue possible, ce qui pousse le doigt de commande 10 et le bras Il en faisant s'échapper le bec 5 hors de la trajectoire de la butée 7 ; le clapet 2 est donc repoussé contre son siège 3 par la détente du ressort 4 l'admission du gaz au brûleur est supprimée et ce brûleur s'éteint. La surchauffe anormale détectée cesse alors. Après avoir procédé aux réparations nécessaires, on peut très facilement réarmer le dispositif de sécurité. Il lui suffit à cet effet dater le fil plombé 31 puis de dégager le capot 30 du sabot 18 et enfin d'ôter de la rainure 20 ce qui reste de la pastille 15 fondue : il peut alors procéder à la succession des opérations ci-dessus. Dans la variante schématisée sur la figure 2, l'élément thermofusible n'est plus une pastille amovible : il constitue cette fois-ci un socle 35 interposé entre un crochet 36 et une équerre métallique 37 soudée sur le tronçon 14. Cette équerre présente un pan 38 s' étendant dans un plan perpendiculaire à l'axe du tronçon 14 : c'est sur les bords d'une ouverture 39 pratiquée dans ce pan 38 que prend appui la bague d'extrémité 25 de la gaine 23, et le bout de cible 13 correspondant traverse ladite ouverture 39 et est terminé par un anneau 40 enfilé surie crochet 36. Le fonctionnement de cette variante est exactement identique à celui de la variante ci-dessus à la seule différence près que la fusion à la température critique intéresse cette fois-ci non plus la pastille 15 mais le socle 35 : on comprend facilement que, lorsque ce socle fond, le crochet 36 est désolidarisé de l'équerre 37, ce qui libère la détente du ressort 12 et entratrie toutes les conséquences, analysées ci-dessus, dues à cette détente. En suite de quoi et quel que soit le mode de réalisation adopté, on obtient finalement un dispositif de sécurité dont la constitution et le fonctionnement résultent suffisamment de ce qui précède. Ce dispositif présente de nombreux avantages sur ceux connus antérieurement, en particulier en ce qui concerne la simplicité, la robustesse, la sécurité du fonctionnement et le faible prix de revient. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment celles où la pièce chauffée sensible à la température à contrôler serait une pièce du chauffe-eau autre qu'un tronçon de sa canalisation de sortie. REVENDICATIONS 1. Dispositif de sécurité pour chauffe-eau ou appareil analogue, comportant : un clapet-gaz sollicité constamment vers sa position de fermeture par un ressort ; un verrou propre à maintenir ce clapet-gaz en sa position ouverte ; des moyens thermostatiques sensibles à la température de l'eau à la sortie du corps de chauffe propres à commander automatiquement le déverrouillage, c'est-à-dire un déplacement du verrou propre à libérer la détente du ressort et à fermer ainsi le clapet-gaz, dès que ladite température dépasse une valeur critique prédé - caracteise en ce ciu'i1 comni* - terminé Tc, / un doigt dé commande fIOF-s n icité constamment vers une position pour laquelle il commande le "déverrouillage" ci-dessus ; un lien inextensible (13) dont une extrémité est fixée sur ce doigt ; et des moyens pour accrocher l'autre extrémité de ce lien sur une pièce (14) chauffée à la température à contrôler en exerçant une traction sur ledit doigt, traction qui place celui-ci en une position autoris.ant le "verrouillage" (maintien du clapet-gaz (2) en position ouverte), lesdits moyens comprenant un élément thermofusible (15, 35) propre à fondre à la température critique Tc et prévu de façon telle que cette fusion supprime l'accrochage du lien sur la pièce chauffée et donc libère le doigt de commande du déverrouillage. 2.Dispositif de sécurité selon la revendication 1 caractérisé en ce que la pièce chauffée (14) est un tronçon de la canalisation qui est parcourue par l'eau chaude sortant du corps de chauffe de l'appareil. 3. Dispositif de sécurité selon l'une des revendications 1 et 2, caractétisé en ce que le doigt de commande (1Q) est constitué par la tige d'un piston (27) coulissant dans un cylindre (26), tige faisant saillie hors du cylindre à travers un fond (28) de celui-ci, ledit piston étant sollicité axiale ment vers ledit fond par un ressort hélicoïdal de compression (12) intérieur au cylindre, en ce que le lien est un câble inextensible (13) arrimé sur le piston et traversant un trou évidé dans le fond (29), du cylindre, opposé à celui traversé par la tige > et en ce que ce cible est logé dans une gaine (23) flexible mais incompressible axialement sollicitée à la compression lors de l'accrochage du câble sur la pièce chauffée et prenant alors appui axialement par ses deux extrémités respectivement sur le cylindre et sur la pièce chauffée ou sur une portée solidaire de cette pièce. 4. Dispositif de sécurité selon la revendication 3 caractérisé en ce que les moyens d'accrochage comprennent une pastille (15) encochée constituée en un matériau dont la température de fusion est égale à la température critique Tcs la largeur de l'encoche (16) de cette pastille étant sensiblement égale au diamètre du cable (13) et un dé (17) plus large que cette encoche fixé à ltextrémité de câble à accrocher. 5. Dispositif de sécurité selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens d'accrochage comprennent en outre : un sabot (18) fixé, notamment par soudure,sur la pièce chauffée et évidé par deux rainures rectilignes croisées, l'une desdites rainures (20) étant propre à servir de logement à la pastille de manière que celle-ci aligne son encoche,ouverte vers l'ex- térieur, avec la direction générale de l'autre rainure (19), la largeur de cette autre rainure étant légèrement supérieure à celle du dé. 6. Dispositif de sécurité selon la revendication 5, caractérisé en ce qu 'il comprend en outre un capot (30) propre à coiffer le sabot de manière à maintenir en place la pastille, le dé et le bout de cble contigu à ce dé dans les rainures de ce sabot et éventuellement en outre un organe de verrouillage de ce capot tel qu'un fil plombé (31). .7. Dispositif de sécurité selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que le sabot (18) est prismatique et présente une section transversale trapézoidalew en ce que ses génératrices sont parallèles à l'axe d'un tronçon de canalisation d'eau sur lequel est soudée la grande base de ce sabot et en ce que les deux bords longitudinaux (21, 22) de cette grande base débordent par rapport à la surface extérieure dudit tronçon de façon à constituer des rails de guidage pour deux bords repliés du capot. 8. Dispositif de sécurité selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les moyens d'accrochage comprennent un crochet (36) soudé sur la pièce métallique à l'aide d'un alliage dont la température de fusion est égale à la tem- pérature critique Tc. 9. Dispositif de sécurité selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que le matériau thermofusible est l'alliage eutectique comprenant en poids 45 % de plomb et 55 % de bismuth, alliage dont la température de fusion est égale à 118 C.