Brevet FR2286356A1 — publié le 19760423

L'invention se rapporte à un dispositif de sécurité pour chauffe-eau à gaz, réagissant à ltencrasseaent du du corps de chauffe. On sait que les chauffe-eau instantanée à gaz de faible puissance ne sont pas obligatoirement raccordés à des conduits de fumée sous réserve que des précautions imposées par les règlements soient strictement observées à savoir que l?a?pareil soit installé dans -une pièce de volume suffisant et que cette pièce soit au moins munie d'orifice9 de ventilation haute et basse de dimension suffi- sante. I1 nten reste pas moins que es accidents peuvent se produire et lton sait qu'il nty a de danger réel quten cas de présence simultanée des trois facteurs défavorables suivants - une utilisation abusivement prolongée (remplissage de baignoire ou de bacs à laver) - Une installation défectueuse ou devenue défectueuse au niveau de l'aération ou de l'évacuation des gaz brûlés (local d'un volume trop petit, orifice d'aération bouché etc.) - un appareil lui-meme mal entretenu et plus particulièrement le bloc à ailettes du corps de chauffe encrassé. En ce qui concerne l'utilisation prolongée, on connait des systèmes de sécurité basés sur l'échauffement lent et progressif d'une rlasselotte qui atteint au bout d'un certain temps une température pour laquelle elle provoque l'in- terruption de l'arrivée du gaz au brûleur. Si par ailleurs l'installation est défectueuse et que les produits de combustion ne sont pas normalement évacués par les orifices de ventilation, par exemple en cas d'obstruction intempestive de ces orifices surtout si les dimensions de la pièce sont trop faibles, on connait des dispositifs de sécurité qui réagissent à l'augmentation de teneur en gaz toxique. Si enfin c'est le bloc à ailettes corps de chauffe qui est encrassé, cela se caractérise par une évacuation difficile des gaz brûlés vers le bout de l'appareil, et une évacuation de ceux-ci sous la partie inférieure de la jupe ce phénomène staccompagne de l'apparition d'une teneur anormale d'oxyde de carbone dans les gaz brûlés et entraine rapidement des risques de toxicité de l'at mosphère de la pièce. Pour se prévenir contre cet incident, on a proposé des dispositifs de sécurité réagissant à l'élévation de température de la jupe qui n'est léchée par les gaz brûlés qu'en cas de débordement de ceux-ci vers le bas.Ce dispositif de sécurité complémentaire utilie un fusible placé sur la jupe du corps de chauffe, lequel fusible étant intégré dans le circuit du dispositif thermoélectrique de sécurité d'allumage monté habituellement sur les appareils et qui maintient ouvert le clapet d'admission gaz au brûleur quand le thermoélément est chauffé par la flamme de veilleuse.Dès qu'il y a dépassement d'une température prédéterminée le fusible fond et la sécurité thermoélectrique est coupée provoquant l'arrêt de ltappareil. La localisation du fusible directement sur la jupe du corps de chauffe ou dans la zone de débordement des gaz brûlés à la base de cette jupe présente toutefois un inconvénient grave dû au fait que le fusible ne peut réagir qu'à une surchauffe importante ; stil est monté directement sur la jupe du corps de chauffe il est refroidi par les tubes d'eau qui enveloppent la jupe et n'atteint sa température de fusion que pour un encrassement presque total du corps de chauffe ; s'il est monté à la base de la jupe il n'atteint sa température de fusion qu'en cas de refoulement des gaz brûlés à la base de la jupe, c'est-à-dire seulement stil y a un encrassement presque total du corps de chauffe. L'invention permet d'éviter cet inconvenient en ce qu'elle permet de détecter la moindre surpression de gaz chaud en amont du bloc à ailette du corps de chauffe et par conséquent d'intervenir automatiquement dans le sens d'une interruption de fonctionnement de l'appareil dès le début d1un encrassement partiel, et avant qu'il y ait production dangereuse d'oxyde de carbone dans les gaz brûlés, au contraire des dispositifs connus agissant lorsque la limite de sécurité est dépassée. L'invention utilise pour cela le phénomène connu du tirage naturel normalement provoqué à l'intérieur de la jupe du corps de chauffe par la combustion du gaz au brûleur, tirage qui provoque dans la chambre de combustion une relative dépression par rapport à l'air ambiant. On sait que dans une chambre de aombustion, la base juste au-dessus des brûleurs est en dépression, ce qui provoque un appel d'air, et la partie supérieure, près de l'éehangeur à ailettes est n pression à cause de la dilatation des gaz dûe à la combustion. Entre les deux se sitae un plan où la pression est égale à la pression atmosphérique. Si on obture ltéchangeur à ailettes, la perte de charge des gaz brûlés augmenteraS ainsi que la pression sous ltéchangeur. Le plan dont la pression est égale à Ta pression atmosphérique se déplacera vers le bas. i ou perce un orifice situé approximativement en un point de la jupe où la pression est sensiblement la pression atmosphérique, il n'y aura aucune circulation des gaz dans cet orifice. Dès que ltéchangeur s'encrassera, le plan dont la pression est égale à la pression atmosphérique se déplacera vers le bas, la pression dans la chambre de combustion à la hauteur de l'orifice deviendra supérieure à la pression atmosphérique et on observera un courant des gaz brûlés qui stécollera de la chambre vers l'extérieur, et ceci bien avant que le plan à la pression atmosphérique ne se situe au bas de la jupe, c'est-à-dire avant qu'il n'y ait début de débordement. Suivant I'invention, dans la jupe du corps de chauffe délimitant cette chambre de combustion et à une certaine distance au dessus de orifice inférieur de ladite chambre de combustion, on perce un orifice la faisant communiquer avec l'air extérieur ou avec une cheminée latérale verticale et lton dispose à ltexté- rieur de la jupe -en face dudit orifice- un dispositif fusible intégré dans le dispositif thermoélectrique de sécurité, de telle sorte que, -dès le début d'encrassement du corps de chauffe- le petit courant d'air passant normalement par l'orifice de l'extérieur vers 11 intérieur de la chambre de combustion, se trouve inversé et que l'air brûlant s'échappe alors, toujours par ce même orifice, de ltintérieur vers l'extérieur pour venir lécher le fusible et lui faire atteindre sans retard sa telapérature de fusion. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'une forme de réalisation et en référence au dessin annelé qui représente une vue en coupe schématique d'un mode de réalisation. La figure 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 l'atmosphère de la pièce. La chambre de combustion 4 est limitée, de manière connue, par la jupe du corps de chauffe 5 disposée au-lessus des rampes de brû- leur 6. L'arrivée du gaz aux brûleurs est conditionnée par ltouverture du petit clapet d'admission 8 disposé dans un boitier 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. On sait que lorsque ltéleetrosimant il 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 brûleurs 6 en passant par une tuyauterie d'admission 13, ainsi que par un mécanisme classique d'ouverture (commandé lors du puisage) comportant lui-même un clapet, ce mécanisme étant schématisé en 14. L'électroaimant 11 est monté en série dans un circuit comprenant d'une part un thermocouple 15 placé dans la flamme de la veilleuse 16 et d'autre part un élément de fil fusible 3.Ce dernier se trouve placé à proximité d'un petit orifice 17 prévu sur la jupe 5 et qui fait communiquer la chambre de combustion 4 avec une cheminée 18, séparée ou non du corps de chauffe par une cloison 19, et débouchant à lt atmosphere vers la partie supérieure de l'appareillage. Suivant une variante simplifiée le fil fusible 3 se trouve maintenu à proximité de l'orifice 17 et à l'air libre, sans cheminée latérale. Le fil fusible, dans l'un et 11 autre cas est maintenu par un support isolant non représenté ; il est de toute manière écarté de la jupe 5 ou sans contact thermique direct avec elle. En fonctionnement normal, les gaz dans la chambre 4, à la hauteur de l'orifice 17 sont en dépression par rapport à l'atmosphère ; on a un courant d'air dans la cheminée verticale 18 de orifice supérieur vers l'orifice 17 et l'élément fusible 3 en est alors refroidi. Lorsque par suite de l'encrassement du bloc à ailettes 1 du corps de chauffe, les gaz chauds de la chambre 4 ne trouvent plus un passage normal vers le haut de l'appareil, il stétablit une relative surpression dans la chambre de combustion qui se traduit par une inversion du sens du courant d'air par l'orifice 17, c'est-à-dire que les gaz chauds s'échappent en partie par cet orifice et réchauffent le fil fusible 3.Lorsque cet échauffement devient trop important, le fusible 3 fond coupant le circuit du dispositif thermoélectrique de sécurité 9 et provoquant la fermeture du clapet 8 et l'arr8t d'alimentation en gaz aux brûleurs. Suivant une variante non représentée, l'élément fusible est à signalisation comme cela se pratique couramnent dans les tableaux électriques, la rupture du fil fusible faisant apparaitre dans une fenêtre un voyant indiquant que le mécanisme a fonctionné. Suivant une autre variante non représentée l'élément fusible est un thermocontact à bilame qui coupe le courant dès que sa température atteint une certaine valeur Celui-ci peut être à réarmement automatique, l'appareil étant remis en route dès que la température redescend au-dessous d'une valeur qui en général est assez voisine de la valeur de coupure. Il peut également être à réarmement manuel nécessitant une intervention pour réarmer le dispositif ae coupure ce qui a pour avantage d'avertir l'utilisateur sur le danger encouru et de lui signaler la nécessité d'un nettoyage. REVENDICATIONS 10) - Dispositif de sécurité contre ltencrassement du corps de chauffe d'un appa reil à gaz comportant un dispositif thermoélectrique de sécurité d'allumage grâce auquel le clapet d'admission gaz au brûleur est maintenu ouvert contre la force d'un ressort par un électroaimant excité pa Wn thermoélément chauf fé par la flamme de veilleuse et comportant une sécurité fusible introduite dans le circuit du dispositif thermoélectrique de sécurité entre l'éleetrofl aimant et le thermoélément, cette sécurité fusible réagissant à l'élévation anormale de température au-dessous de l'échangeur à ailettes c a r a c t é r i s é p a r 1 e f a i t que le dispositif fusible 3 est placé à l'extérieur de la jupe du corps de chauffe 5 sans la toucher et à proximité d'un petit orifice 17 situé à une certaine distance au-dessus de l'orifice inférieur de la chambre de combustion, de telle sorte qu'il soit soumis rapidement à une élévation de température dûe à ltéchappement anormal de gaz chauds par ledit orifice en cas d'encrassement partiel du bloc à ai lettes 1. 20) - Dispositif de sécurité selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le dispositif fusible est placé dans une cheminée verticale T8 placée sur le coté du corps de chauffe, ouverte à sa partie supérieure et coiffant ltori- fice 17. 30) - Dispositif de sécurité selon la revendication 2 caractérisé par le fait que la cheminée 18 est isolée du corps de chauffe par une cloison verticale 19. 40) - Dispositif de sécurité selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le dispositif 3 sensible à la température est un fil fusible. 50) - Dispositif de sécurité selon la revendication 4 caractérisé par le fait que la rupture du fil fusible fait apparaitre dans une fenêtre un voyant indiquant que le mécanisme a fonctionné. 60) - Dispositif de sécurité selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le dispositif fusible est un thermocontact métallique à bilame. 70) - Dispositif de sécurité selon la revendication 6 caractérisé par le fait que le réarmement du circuit à bilame est automatique, l'appareil étant prét à fonctionner dès que la température de l'élément sensible revient à une valeur immédiatement au-dessous d'une limite prédéterminée. - Dispositif de sécurité selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le réarmement du circuit à bilame est manuel.