Brevet FR2257878A1 — publié le 19750808

L'invention a pour objet un dispositif de sécurité dit à "image ther moquer applicable aux chauffe-eau instantanés à gaz de faible puissance. On sait que les ehauffe-eau instantanés à gaz ne dépassant pas 125 millithermies minute ne sont pas obligatoirement raccordes à des conduits de fumée sous resserve que des precautions imposées par les règlements soit strictement observées à savoir que ltappareil soit installé dans une pièce de volume suffisant, et que cette pièce soit au moins munie d'orifices de ventilation haute et basse de dimension suffisante. Si ces conditions sont remplies les produits de combustion rejetés dans î'athmospnère de la pièce sont normalement évacués par les oriflces de ventilation.Toutefois des accidents se produisent parfois si le taux de renouvellement d'air est insuffisant par exemple en cas d'obstruction intempestive de ces orifices surtout pi les dimensions de la pièce sont trop faibles. Par ailleurs le risque d'intoxication par ces produits de combustion est évideaaent augmenté dans-le cas d'une utilisation prolongée de l'appareil. On connait la solution qui consiste à surveiller l'athmosphère de la pince où est installé le ehauffe-eau pour provoquer une mise en sécurité dès que la teneur en gaz toxique devient obvie'. Les dispositifs de mise en oeuvre de cette surveillance sont aises lorsqu'on a affaire à un gaz bien connu dans des conditions constantes d'utilisation par exemple un gaz naturel de composition fixe à une pressipn donnée. Par cantre ils sont difficiles à adapter à des appareils "tout gaz" pouvant utiliser des gaz de combustion et de pression varié. Il apparait alors beaucoup plus intéressant, -puisque la toxicité de l'air n'atteint généralement une teneur dangereuse qu'au bout d'un temps de fonc- tionnement prolongé du ehauffe-eau- d'utiliser un dispositif de surveillance de ce temps de fonctionnement de façon à provoquer la mise en sécurité de l'appareil quand l'utilisateur l'a fait fonctionner pendant une durée trop élevée au bout de laquelle la teneur en gaz toxique dans la pièce peut devenir dargereuse. L'invention a justement pour objet un dispositif limitant la durée d'utilisation de l'appareil, par l'action sur un système d'interruption de l'admission du gaz, à une valeur limite fixée à ltavanee. Le dispositif de sécurité dit fl' image thermique", suivant l'inven- tion, consiste à chauffer lentement une masselotte de capacité calorifique notable et isolée thermiquement à l'aide d'une sonde ayant une faible conductibi lité thermique qui est portée à une tet'pérature relativement élevée dans la zone chaude de l'appareil. Le flux thermique limité qui passe progressivement de la sonde à la masselotte n'élève la température de cette dernière qu'au bout d'un temps assez long.La masselotte porte un dispositif sensible à la température qui entre en action seulement quand la température prédéterminée de déclenchement est atteinte, et qui agit alors pour faire fonctionner un dispositif interrompant ou atténuant l'admission du gaz à l'appareil. Ce peut entre par exemple un thermocontact à rupture brusque coupant le circuit d'une sécurité thermoélectrique ou un dispositif à bilame limitant l'admission du gaz, sans couper la veilleuse. D'autres caractéristiques et les avantages de l'invention ressortir + plus clairement de la description suivante dtune forme de réalisation prise à titre a exemple et en référence aux dessins annexés qui représentent - Figure 1, une vue en coupe schématique d'un mode de réalisation. - Figure 2, une courbe de montée en température dans le cas d'utili- sation successive de l'appareil. - Figure 3, une vue schématique d'un autre mode de réalisation. La figure 1 montre un chauffe-eau à gaz de faible puissance comportant un bloc à ailettes 1 coiffé d'un coupe-tirage 2 en communication directe avec ltathmosphère-de la pièce, La chambre de combustion 4est limitée, de mani8re connue, par la jupe du corps de chauffe 5 disposée au-dessus des rampes due brû- leur 6. L'arrivée 7 du gaz aux bradeurs est conditionnée par l'ouverture du petit clapet d'admission 8 disposé dans un boîtier 9 qui renferme un dispositif de sécurité à thermocouple. L'armature 10 de l'électroaimant 11 est solidaire du clapet 8 et du bouton poussoir de réarmement 12.Onsait que lorsque ltélectroaiw mant 11 est excité, l'armature 10 est maintenue au collage et le clapet 8 est ouvert, permettant ainsi au gaz provenant de la canalisation 7 de parvenir aux brtleurs 6 en passant par une tuyauterie d'admission 13, ainsi que par un mecanisme classique d'ouverture (commandé lors du puisage) comportant lui-meme un clapet, ce mécanisme étant schématisé en 14. L'électroaimant 11 est relié à la fois au thermocouple 15 placé dans la flamme de la veilleuse 16 et à un thermocontact à rupture brusque 17 du genre à bilame. Le thermocouple 15 et le thermocontact 17 sont montés en série. Le thermocontsct t7 est fixé sur une masselotte 18 qui est elle-meme raccordée à une sonde 19. La sonde 19 est maintenue au-dessus du bloc à ailette dans la zone d'évacuation des gaz brtlés et elle est réalisée dans une matière ayant une faible conductibilité thermique. La masselotte 18 a une capacité calorifique notable ; elle est isolée pour ne pas perdre sa chaleur par rayonnement et on fait en sorte qu'elle ne soit pas non plus soumise directement à une élévation de température due à l'appareil. Dans le cas de la figure 1 elle se trouve localisée à ltextérieur du corps de chauffe. Le fonctionnement du dispositif est le suivant Lorsque l'appareil fonctionne, la sonde 19 est soumise sans restriction à un chauffage dû aux gaz brûlés qui s'échappent du bloc à ailettes 1. Elle est donc portée à une température pouvant avoisiner 1500. Du fait de sa faible conductibilité thermique la sonde 19 transmet lentement sa chaleur à la masselotte 18 dont la température va croître régulièrement avec le temps pendant une période t1 assez longue comme le montre la courbe représentée à la figure 2. La masselotte t8 étant isolée et sa température étant élevée au bout d'un certain temps, os peut considérer que la température ambiante est sans effet sur le fonc- tionnement du dispositif.Dès que la masselotte a atteint la température maximum de réglage frM, au bout du temps tt, il y a déclenchement brusque du thermocontact 17 qui suit sans retard son élévation de température. Le courant du dispositif de sécurité à thermocouple est coupé ; l'électroaimant 10 est désexcité et le clapet 8 d'admission du gaz aux brûleurs est coupé.Si l'utilisateur attend quelques instants que la température de ltensemble ait diminuée il pourra rallumer après avoir réarmé le bouton 12, mais la sonde étant encore à une température importante, la sécurité fonctionnera de nouveau au bout d'un temps de refroidissement ti à t2 puis à la température 61 lors de la remise en marche de l'appareils la remontée jusqu'au point C à la temperature maxima F M. Les courbes CD - DE illustrent le maeme processus mais avec une attente plus longue (t2 à t3) avant la remise en marche de l'appareil. Ainsi si lton attend un temps assez long correspondant à un refroidissement presque total de la masselotte, on peut utiliser l'appareil pendant un temps égal au temps de réglage. Ceci va bien dans le sens de la sécurité : après le fonctionnement du thermocontact à bilame il faut laisser l'appareil au repos pendant un temps suffisant pour obtenir un renouvellement de I'athmosphpre de la pièce ; si l'on attend un temps court la masselotte ne sera pas refroidie mais l'air ne sera pas non plus renouvelé. La figure 3 illustre une variante de réalisation : la sonde t9 est disposée à l'intérieur de la jupe 5 du corps de chauffe, et déborde des brûleurs 6. La masselotte 18 à laquelle elle est raccordée se trouve dans une zone froide de l'appareil sous les brûleurs. L'élément sensible à la température 17 commande par une tringlerie 20 un petit clapet 21 qui obture la canalisation 13 d'arrivée de gaz au brûleur. Quand le fonctionnenent de l'appareil a atteint a durée prédéterminée pour laquelle la masselotte est à la température frM, ltélément 17 déclenche la fermeture do clapet 21 qui interrompt le passage du gaz.On hotera que la ferméture de ce petit clapet 21 peut être totale ou partielle, etest-à- dire qu'il est suffisant d'avoir une atténuation très sensible du débit de gaz au brûleur pour avoir une réduction d'émission de gaz brûlés dans le local. Ltintéret de cette réalisation est d'éviter à 11 utilisateur d'avoir à réarmer le bouton de sécurité 12 pour remettre en marche l'appareil. L'invention s'applique également à toute combinaison des cas de figures représentés ctest-à-dire que, quelle que soit la position de la sonde 19, l'élément à rupture brusque sensible à la température commande directement ou indirectement soit le déclenchement du-diapositif de sécurité 9 (eas de la figure 1) soit la fermeture d'un organe d'obturation de l'admission du gaz 21 (cas de la figure 3), soit encore la fermeture directe de l'obturateur 14 normalement prévu pour la commande d'admission gaz en cas de puisage d'eau. La sonde 19 est localisée dan-s la zone chaude de l'appareil c1 est-à- dire au-dessus du brûleur, en amont ou en aval du bloc à ailettes 1 mais la masselotte est isolée thermiquement et placée dans une zone plus froide. REVENDICATIONS 10) - Dispositif de sécurité pour chauffe-eau instantané à gaz destiné à limiter la durée d'un puisage continu c a r a e t é r i s é p a r 1 e f a i t qu'une sonde 19 Jouant le rôle de capteur de chaleur, disposée dans la zone de passage des gaz chauds de l'appareil au-dessus des brûleurs, est reliée thermiquement à une masselotte 18 jouant le rôle de capacité calorifique extérieure à cette zone et isolée thermiquement, et par le fait que cette masselotte 18 est solidaire thermiquement dtun élément sensible à la tempé rature 17 qui agit à partir d'un seuil de température prédéterminée dans le sens d'une interruption ou d'une atténuation de l'admission du gaz au brûleur. 2 ) - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que ltélément sensible à la température 17 est un thermocontact monté en série avec le thermocouple t5 du dispositif de sécurité thermoélectrique 9. 3 - Dispositif selon la revendication 1 caracterisé par le fait que l'élément sensible à la température 17 commando le mouvement d'un clapet obturateur 21 prévu sur la canalisation d'admission du gaz au brûleur. 4e) - Dispositif selon 1*5 revendications 1 et 3 caractérisé par le fait-que le clapet obturateur soumis à la commande de l'élément sensible 17 est le clac. pet principal du dispositif d'admission 14 du gaz au brûleur qui réagit, de manière connue en soi, à la manoeuvre de puisage d'eau. 5 ) - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la sonde 19 est placée au-dessus du tube à ailettes 1 dans la zone d'évacuation des gaz brûlées tandis que la masselotte 18 se trouve à l'extérieur du corps de chauffe. 60) - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la sonde 19 est placée sous le tube à ailettes à la partie supérieure de la jupe du corps de chauffe. 70) - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la sonde t9 déborde légèrement des brûleurs 6 à l'intérieur de la jupe 5 du corps de chauffe tandis que la masselotte 18 se trouve localisée dans la zone vée d'air5 sous les brûleurs 6.