Brevet FR2504653A1 — publié le 19821029

La présente invention a pour objet un dispositif d'alimentation pour appareils mobiles de chauffage au gaz, et notamment pour appareils de chauffage par catalyse. Les appareils mobiles de chauffage au gaz comportent généralement un système d'alimentation regroupant plusieurs fonctions, à savoir sécurité d'alimentation, starter, et débit variable. La sécurité d'alimentation interdit l'alimentation en gaz du brfleur si la veilleuse de contr 8 le d'atmosphère n'est pas allumée ou si le brûleur n'est pas en mesure de fonctionner. La fonction starter permet l'allumage du brûleur qui nécessite, lorsqu'il est à catalyse, une suralimentation en gaz pendant la première minute de fonctionnement. La fonction de débit variable est assurée par un système de robinetterie qui peut être à pointeau ou à boisseau ou tournant. Le robinet à pointeau présente l'avantage de posséder un débit réglable à volonté entre le régime minimum et le régime maximum qui sont obtenus par un injecteur pour le régime maximum et par une position bien précise du pointeau pour le régime minimum. Cependant, la réalisation d'un robinet à pointeau regroupant les trois fonctions énumérées, est complexe et par suite coûteuse, notamment pour l'obtention du corps du robinet et l'usinage de ce dernier. C'est pour cette raison que les robinets à boisseaux sont de plus en plus fréquemment utilisés Ce dernier robinet ne permet de disposer que d'un certain nombre de régimes de fonctionnement qui sont généralement au nombre de trois, à savoir minimum, maximum et moyen. Du fait du caractère spécifique du robinet et de l'absence de possibilités de réglage, chaque robinet a un usinage fonction d'un gaz et d'une pression d'utilisation très précis Cette spécificité enlève beaucoup de souplesse dans l'utilisation de ce type de robinet En outre, compte tenu de la précision nécessaire pour obtenir une bonne étanchéité sur la pièce tournante ou boisseau, il se produit parfois à l'usage des fuites de gaz dues à la rupture du film de graisse sur la partie r 8 dée du tournant. Enfin, la fonction de variation de débit est assurée manuellement par l'utilisateur pour augmenter ou réduire le régime de chauffe de son appareil Cette servitude ne permet pas d'atteindre la température désirée sans intervention de l'utilisateur. La présente invention vise à pallier les inconvénients des systèmes existants. A cet effet, le dispositif qu'elle concerne comprend, en combinaison un corps dans lequel sont ménagées trois chambres susceptibles d'être mises en communication les unes avec les autres, à savoir une première chambre dans laquelle débouche la tubulure d'alimentation en gaz et contenant un électro-aimant destiné à dégager de son siège, à l'encontre de l'action d'un ressort, un clapet assurant la séparation entre la première et la seconde chambre, une seconde chambre dans laquelle débouchent une tubulure d'alimentation en gaz d'une veilleuse de contr 8 le d'atmosphère et une tubulure d'alimentation en gaz du système de réglage du débit, et contenant un clapet parallèle au premier clapet cité qui, maintenu en appui contre son siège par un ressort, sépare ladite chambre de la troisième chambre dans laquelle débouche une tubulure d'alimentation en gaz du brûleur, la seconde et la troisième chambres étant traversées axialement par une tige coulissante faisant saillie du corps et sur laquelle est fixé le clapet séparant les seconde et troisième chambres, et susceptible de déplacer le clapet séparant les première et seconde chambres dans un sens d'ouverture et, un corps contenant le système de réglage du débit comportant une chambre dans laquelle débouchent, en permanence par l'intermédiaire d'un orifice calibr 6, une tubulure d'amenée de gaz en provenance du premier corps, et une tubulure d'alimentation en gaz du brûtleur, une dérivation étant prévue entre la tubulure d'amenée de gaz et ladite chambre, qui peut être obturée par un piston commandé par les moyens de réglage de la température souhaitée de l'air ambiant. Selon une autre caractéristique de l'invention, lorsque la tige traversant le premier corps assure, en période d'allumage,la mise en communication des première, seconde et troisième chambres respectivement, le piston monté dans le second corps obture le conduit d'amenée de gaz monté en dérivation. D'un point de vue pratique, lorsque l'appareil est à l'arrêt, le flux gazeux est stoppé au niveau du clapet séparant les première et seconde chambres. En phase d'allumage, la tige provoquant la mise en communication des chambres du premier corps est actionnée permettant l'alimentation en gaz de la veilleuse contr 8 le d'atmosphère et du br^uleur d'une part, par le passage direct à partir de la troisième chambre du premier corps et, d'autre part, à partir du système de réglage de débit, qui est alimenté en permanence par une tubulure Le cumul de ces deux débits correspond au débit d'allumage nécessaire. En fin de période d'allumage, la tige traversant le premier corps est-relachée, de telle sorte que l'alimen- tation directe du br&leur est interrompue. L'électro-aimant logé dans la première chambre maintient en position ouverte le clapet permettant la communication entre les première et seconde chambres, assurant, d'une part, l'alimentation de la veilleuse contrôle d'atmosphère et, d'autre part, du système de réglage du débit, l'alimentation en gaz de ce dernier se faisant non seulement par la tubulure qui est maintenue ouverte en permanence, mais aussi par la dérivation, puisque, en fonction de la température recherchée, le piston a été dégagé de son siège. Pour le fonctionnement en régime réduit, le piston peut de nouveau &tre amené en position de fermeture. Selon une autre caractéristique de l'invention, le piston associé au second corps et apte à obturer la tubulure dérivée de gaz est de forme conique et coopère avec un siège également de forme conique. Ceci permet de disposer entre le piston et son siège d'un étranglement de valeur variable entre les positions de régime maximum et de régime minimum correspondant à une position fermée du piston. Selon une première possibilité, le piston de réglage du débit d'alimentation du brûleur est commandé par un élément thermosensible en contact direct avec l'air ambiant, avec possibilité de réglage de la température de consigne. Selon une autre possibilité, le piston de réglage du débit d'alimentation du brûleur est solidaire d'une pièce inerte déplaçable par un bouton de manoeuvre ou similaire La structure de ce dispositif est particulièrement intéressante en ce mens que la dissociation entre les fonctions sécurité et starter d'une part, et réglage du débit gazeux d'autre part, non seulement assure une simpli- fication de la réalisation des pièces, permettant un abaissement du prix de revient et l'obtention d'un fonction- nement précis et fiable, mais permet également la r 6 alisa- tion d'un système modulaire, le corps remplissant les fonctions sécurité et starter pouvant, selon le type d'appareil souhaité, être combiné à un corps de réglage du débit gazeux, identique dans tous les cas, mais équipé soit d'une commande thermostatique, soit d'une commande manuelle de réglage du débit. Selon une autre caractéristique de l'invention, intéressante dans le cas o cet appareil comprend une veilleuse d'allumage, dans la chambre du premier corps dans laquelle débouche la tubulure d'alimentation en gaz du brûleur en période d'allumage, débouche également une tubulure d'alimentation en gaz d'une veilleuse, les deux zones de la chambre dans laquelle débouchent, respectivement, ces deux tubulures pouvant être séparées l'une de l Vautre par un clapet actionné simultanément au clapet de séparation entre les seconde et troisième chambres, par la même tige que celui-ci. De toute façon, l'invention sera bien comprise a l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution de ce dispositif: Figures 1 à 4 sont quatre vues d'une première forme d'exécution de ce dispositif au cours de quatre phases de fonctionnement; Figure 5 est une vue d'une variante du dispositif d'alimentation, comportant une tubulure d'amenée du gaz à une veilleuse d'allumage; Figure 6 est une vue d'une variante du système de réglage du débit avec réglage manuel. Le dispositif représenté aux figures 1 à 4 est destiné à l'alimentation en gaz d'un brûleur 2 à catalyse A ce brûleur 2 est associée une veilleuse de contrôle d'atmos- phère 3 dont la flamme agit sur un thermocouple 4. Le dispositif d'alimentation en gaz de ce brûleur comprend un système d'alimentation en gaz 5 auquel est associé un système 6 de réglage du débit de gaz L'ensemble comprend, à l'intérieur d'un corps, une première chambre 7 dans laquelle débouche une tubulure 8 d'arrivée du gaz, et dans laquelle est logé un 6 électro-aimant 9 qui, aliment 6 par le thermocouple 4, tend à dégager de son siège un obturateur 10 à l'encontre de l'action d'un ressort 12. L'obturateur 10 assure la S 6 paration entre la chambre 7 et une seconde chambre 13 dans laquelle d 6 bouchent, d'une part, une tubulure 14 d'alimentation de la veilleuse 3 de contrôle d'atmosphère et, d'autre part, une tubulure 15 d'alimentation du dispositif de r 6 glage du débit. A l'int 6 rieur de la chambre 13 est monté un clapet 16 soumis à l'action d'un ressort 17 assurant la séparation entre la chambre 13 et une troisième chambre 18 Dans la chambre 18 débouche une tubulure 19 susceptible d'assurer l'alimentation directe du brûleur en période d'allumage. Les chambres 13 et 18 sont traversées axialement par une tige coulissante 20 actionnable de l'extérieur par un poussoir 22 Le clapet 16 est solidaire de la tige 20 et cette dernière peut agir sur le clapet 10 pour permettre la mise en communication des chambres 7 et 13. La tubulure 15 d'amenée du gaz au système de réglage du débit se subdivise en une tubulure 2 communiquant en permanence par l'intermédiaire d'un orifice calibré 24 avec une chambre 25 dans laquelle débouche la tubulure 26 d'alimentation principale du brûleur, et en une tubulure dérivée 27 débouchant également dans la chambre 25 après passage à travers une ouverture 28 délimitée par un bord tronconique, formant siège pour un piston A également de forme tronconique, l'étanchéité en position de fermeture étant assurée par un joint 3 Cet agencement procure une bonne étanchéité tout en étant de réalisation simple, car ne nécessitant pas un usinage absolument parfait des pièces puisque l'étanchéité est obtenue par le joint. Dans la forme d'exécution représentée aux figures 1 à 4, le piston 29 est déplaçable en fonction des réactions d'un élément sensible tel qu'un bulbe 30 en contact avec l'air ambiant, ce déplacement étant fonction de la température affichée à l'aide du bouton de réglage 32. Le dispositif fonctionne de la façon suivante: Lorsque l'appareil est à l'arrêt, comme montré à la figure 1, le flux gazeux est stoppé au niveau du clapet 10. Ni la veilleuse de contrôle d'atmosphère 3, ni le brûleur 2 ne sont alimentés en gaz. Pour réaliser l'allumage de l'appareil comme montré à la figure 2, l'utilisateur met en contact le clapet 10 et l'électro-aimant 9 par appui sur la tige 20 par l'interrnédiaire du poussoir 22 Le gaz alimente les trois chambres 7, 13 et 18 du corps 5 et par suite la veilleuse 3, le brûleur par la canalisation 19 d'une part, et également par les canalisations 23-et 26 d'autre part. Les débits de gaz passant à-travers les tubulures 19 et 26 assurent un débit correspondant au débit d'allumage du br leur. Après une période de fonctionnement de l'ordre de 1 mn environ, le poussoir 22 est relaché, comme montré à la figure 3 Le clapet 10 demeure plaqué à l'électro-aimant 1 du fait de l'alimentation de celui-ci par le thermocouple 4 qui est au contact de la veilleuse 3. Le clapet 16 étant en position fermée, l'alimentation du brûleur ne se fait plus directement par la tubulure 19, mais uniquement par le système de réglage de débit 6. Le piston 9 se trouve dégagé de son siège 28, sa position étant fonction de l'état du bulbe 30 L'alimenta- tion du brûleur par la tubulure 26 se fait donc non seulement par la tubulure 23, mais également par la tubulure dérivée 27 Sur la tubulure 26, est prévu un injecteur X dont-le calibrage correspond à la puissance maximale du brûleur 2. Dans la mesure o la température ambiante est proche de la température de consigne, il se produit un déplacement du piston 29 tel que celui-ci vient en appui sur son siège 28, empêchant l'admission de gaz dans la tubulure 26 à partir de la tubulure dérivée 27 Ce régime de fonctionne- ment représenté à la figure 4 correspond à la puissance minimale du brûleur calibrée par l'injecteur 24 Lorsque la température décroît, le bulbe 30 réagit de telle façon que le piston 2 remonte et permette à nouveau l'admission de gaz par la tubulure dérivée 27. Il faut noter qu'en fonction du régime de chauffage, le passage ménagé entre le piston 29 et son siège 28 est plus ou moins important. Le débit de gaz est donc modulable et directement dépendant de la température du milieu ambiant. La figure 5 du dessin schématique annexé représente une variante du corps 5 d'admission de gaz, équipé en outre d'une tubulure 34 d'alimentation d'une veilleuse d'allumage fonctionnant pendant le temps de marche du starter Cette fonction est obtenue facilement puisqu'il suffit que la tubulure 34 débouche dans la chambre 18, qui assure la fonction starter, et soit séparée du départ de la tubulure 19 par un clapet 5 identique au clapet 16 et actionné comme celui-ci par-la tige 20. La figure 6 du dessin annexé représente une variante d'exécution de l'élément 6 de réglage du débit Dans ce cas, le réglage du débit est manuel, et obtenu par action sur un bouton 36 assurant le déplacement d'une pièce inerte 37 qui, solidaire du piston 29, remplace l'élément sensible 30. Si cette solution donne satisfaction et est beaucoup plus économique que la précédente, elle en permet pas neanmoins un réglage automatique comme celle-ci. Comme il ressort de ce qui précède, l'invention apporte une grande amélioration à la technique existante en fournissant un dispositif d'alimentation en gaz, avec possibilité de réglage du débit, du bruleur d'un appareil de chauffage, permettant de bénéficier des avantages des robinets à pointeaux, tout en étant d'une grande simplicité d'eexcution, et en permettant soit un réglage automatique' du débit de gaz, en fonction de la température, soit un réglage manuel, à partir des mimes éléments de base, avec la seule modification des moyens de réglage du débit, suivant que ceux-ci sont commandés par un élément thermos- tatique ou par un robinet actionnable manuellement. Conmme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de ce dispositif, décrites ci-dessus à titre d'exemples; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation. REVENDICATIONS - 1 Dispositif d'alimentation pour appareils mobiles de chauffage au gaz, caractérisé en ce qu'il comprend, en combinaison: un corps ( 5) dans lequel sont ménagées trois chambres susceptibles d'être mises en communication les unes avec les autres, à savoir une première chambre ( 7) dans laquelle débouche la tubulure ( 8) d'alimentation en gaz et contenant un électro-aimant ( 9) destiné à dégager de son siège, à l'encontre de l'action d'un ressort ( 12), un clapet ( 10) assurant la séparation entre la première et la seconde chambre, une seconde chambre ( 13) dans laquelle débouchent une tubulure ( 14) d'alimentation en gaz d'une veilleuse de contrôle d'atmosphère ( 3) et une tubulure ( 15) d'alimentation en gaz du système de réglage du débit, et contenant un clapet ( 16) parallèle au premier clapet cité qui, maintenu en appui contre son siège par un ressort ( 17), sépare ladite chambre de la troisième chambre ( 18) dans laquelle débouche une tubulure ( 19) d'alimentation en gaz du brûleur, la seconde et la troisième chambres étant traversées axialement par une tige coulissante ( 20) faisant saillie du corps et sur laquelle est fixé le clapet ( 16) séparant les seconde et troisième chambres, et susceptible de déplacer le clapet ( 10) séparant les première et seconde chambres dans un sens d'ouverture et, un corps ( 6) contenant le système de réglage du débit comportant une chambre ( 25) dans laquelle débouchent, en permanence par l'intermédiaire d'un orifice calibré, une tubulure ( 23) d'amenée de gaz en provenance du premier corps, et une tubulure ( 26) d'alimentation en gaz du brûleur, une dérivation ( 27) étant prévue entre la tubulure ( 15) d'amenée de gaz et ladite chambre ( 25), qui peut être obturée par un piston ( 29) commandé par les moyens de réglage de la température souhaitée de l'air ambiant. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque la tige ( 20) traversant le premier corps ( 5) assure, en période d'allumage la mise en communication des première, seconde et troisième chambres respectivement, le piston ( 29) monté dans le second corps ( 6) obture le conduit ( 27) d'amenée de gaz monté en dérivation. 3 Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce que le piston ( 29) associé au second corps ( 6) et apte à obturer la tubulure ( 27) dérivée de gaz, est de forme conique et coopère avec un siège ( 28) également de forme conique. 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que le piston ( 29) de réglage du débit d'alimentation du brûleur est commandé par un élément thermosensible ( 30) en contact direct avec l'air ambiant, avec possibilité de réglage de la température de consigne. 5 Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que le piston ( 29) de réglage du débit d'alimentation du brûleur est solidaire d'une pièce inerte ( 37) déplaçable par un bouton de manoeuvre ( 36) ou similaire. 6 Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 5, caractérisé en ce que les pièces constitutives des dispositifs d'alimentation à commande par élément thermosensible, ou à commande manuelle sont identiques. 7 Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 6, caractérisé en ce que, dans la chambre ( 18) du premier corps dans laquelle débouche la tubulure ( 19) d'alimentation en gaz du brûleur en période d'allumage, débouche également une tubulure ( 34) d'alimentation en gaz d'une veilleuse, les deux zones de la chambre dans laquelle débouchent, respectivement, ces deux tubulures pouvant être séparées l'une de l'autre en période de repos par un clapet ( 35) actionné simultanément au clapet ( 16) de séparation entre les seconde et troisième chambres, par la même tige ( 20) que celui-ci. 8 Application du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 à l'équipement d'appareils de chauffage par catalyse.