Brevet FR2501394A1 — publié le 19820910

La présente invention concerne les systèmes de commande de l'alimen- tation en énergie des appareils pouvant fonctionner indifféremment avec du gaz (butane ou propane par exemple) ou de l'électricité. Certains appareils., comme les réfrigérateurs à absorption, peuvent ainsi utiliser soit un gaz combustible, soit de l'électricité. Préala- blement à la mise en marche de ces appareils, l'utilisateur doit donc choisir l'énergie d'alimentation (gaz ou électricité) en évitant toute fausse manoeuvre, par exemple alimenter son appareil à la fois avec du gaz et de l'électricité. L'exemple des réfrigérateurs à absorption permettra de mieux faire comprendre les préoecupations pratiques qui se trouvent à la base de la présente invention. Ces réfrigérateurs à absorption comportent, de façon connue en soi: - un compartiment isolé thermiquement, destiné par exemple à la conservation de denrées; - un circuit frigorifique, appelé dans la pratique "agrégat", assurant la circulation en cycle fermé d'un mélange frigorigène (en général eau-ammoniac-hydrogène), disposé pour l'essentiel à l'extérieur et à l'arrière du compartiment isolé; ce circuit comporte un bouilleur au bas de l'agrégat, un évaporateur situé à l'intérieur du compartiment isolé, et un condenseur au haut de l'agrégat. Dans le cas des réfrigérateurs mixtes, c'est-à-dire ceux fonction- nant indifféremment avec du gaz ou de l'électricité, le bouilleur est en relation d'échange thermique, d'une part avec un brûleur à gaz et d'autre part avec une résistance électrique. Ceci entraîne l'existence sur l'appareil, d'une part d'un circuit gaz, commandé par une vanne dite de contrôle ou de sécurité, alimentant le brûleur à partir d'une source et d'un robinet distincts et extérieurs au réfrigérateur, et d'autre part d'un circuit électrique, commandé par un commutateur, alimentant la résistance chauffante à partir d'une source extérieure, prise électrique 220V ou batterie 12V par exemple. Dans ce cas, un tableau de commande est prévu sur le réfrigéra- teur; il regroupe, mais de façon séparée, et le commutateur et la vanne de contrôle. Lorsqu'il choisit l'énergie gaz, l'utilisateur met le commutateur électrique ou vérifie que celui-ci est dans une position ouvrant (ou interrompant) le circuit électrique d'alimentation de la résistance, puis il actionnne la vanne de sécurité et allume le brûleur. Lorsqu'il choisit l'énergie électrique, il coupe le circuit gaz, en 250 1 3 9 4 général au moyen d'un robinet situé à l'extérieur du réfrigérateur, puis il amène le commutateur dans une position fermant (ou établissant) le circuit électrique d'alimentation de la résistance. En faisant tout cela, l'utilisateur n'est pas à l'abri de fausses nanoeuvres, pouvant conduire à un chauffage simultané du bouilleur et par le brûleur et par la résistance électrique. Il suffit pour cela qu'il omette de mettre le commutateur en position d'ouverture lorsqu'il allume le brûleur, ou de couper le circuit gaz lorsqu'il place le commutateur en position de fermeture. Une telle fausse manoeuvre peut conduire, d'une part à un échauffe- ment trop important des parties adjacentes au brûleur, avec toutes les détériorations possibles correspondantes, et d'autre part à une augmen- tation notable de la pression dans l'agrégat, avec un risque correspon- dant d'explosion. Dans ces conditions, il est essentiel d'éviter les fausses manoeu- vres ci-dessus et tel est le problème technique que cherche à résoudre la présente invention. Plus précisément, l'invention vise à résoudre le problème en question, à partir des vannes de contrôle à visualisation mécanique, comportant de façon connue en soi: - un clapet chargé élastiquement - un siège pour le clapet; - un élément thermosensible relié au brûleur, assurant la retenue du clapet à l'encontre de sa charge élastique, lorsque ce brûleur est en fonctionnement; - un poussoir chargé Plastiquement, permettant de repousser provisoirement le clapet à l'encontre de sa charge élastique, lorsque le brûleur est en cours d'allumage; et dans lesquelles le poussoir est réarmé, soit dans sa position initiale, sous l'effet cumulé de sa charge élastique et de celle du clapet, soit dans une position intermédiaire, sous le seul effet de sa charge élastique. Selon la présente invention, on a trouvé qu'on pouvait éviter les fausses manoeuvres envisagées précédemment, en interposant entre la vanne de contrôle et le commutateur un mécanisme de sécurité ayant en combinaison les fonctions suivantes: a) autoriser la manoeuvre du poussoir de la vanne de contrôle, uniquement lorsque le commutateur est dans une première position interrom- pant le circuit électrique de la résistance; b) interdire la manoeuvre du commutateur à partir de sa première position, vers une deuxième fermant le circuit électrique d'alimentation de la résistance, lorsque ou tant que le poussoir de la vanne de contrôle est dans sa position intermédiaire; c) autoriser la manoeuvre définie précédemment, uniquement lorsque le poussoir de la vanne de contrôle est réarmé dans sa postion initiale. Etant donné qu'il existe une grande variété de commutateurs à commande rotative, à basculeur, à poussoir, etc..., un grand nombre de moyens mécaniques différents peuvent être utilisés pour réaliser en combinaison les trois effets de sécurité définis précédemment. Le dessin annexé donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer: Fig. 1 est une vue en plan avec coupe montrant l'ensemble de la vanne de contrôle, du commutateur, de leurs organes de commande et du système de sécurité interposé entre eux. Fig. 2 et 3 sont des schémas reproduisant une partie de fig. 1 et montrant le bouton-poussoir de commande de la vanne d'une part à sa position d'enfoncement à fond correspondant à l'allumage du brûleur, d'autre part à celle intermédiaire correspondant à la marche normale au gaz. Fig. 4 est une vue de face partielle montrant le tableau de commande du réfrigérateur avec le bouton-poussoir de la vanne de contrôle et le volant du commutateur. On y a représenté en I-I le plan de coupe de fig. 1. Fig. 5 est une coupe suivant V-V (fig. 4). Fig. 6 à 8 sont des vues semblables à celle de fig. 5, mais correspondant à d'autres positions des pièces. Le système de commande comporte deux organes réunis et disposés de façon adjacente, avec leurs axes respectifs sensiblement parallèles, à savoir d'une part une vanne de contrôle 1 (dite aussi vanne de sécurité) à visualisation mécanique, et d'autre part un commutateur électrique 2. Ces deux organes sont fixés sur le dessus d'un réfrigérateur à absorption, en arrière d'un tableau de commande 3. La vanne de contrôle 1 est classique; il s'agit par exemple de celle référencée 819-13 vendue par la société française MADEC. Sans entrer dans les détails de son agencement interne, lequel a par exemple été décrit dans les deux demandes de brevet français 78 28317 du 27 250 1394 Septembre 1978 et 80 26988 du 15 D6cembre 1980 déposées antérieurement par la Demanderesse, mais a aussi été résumé dans l'introduction de la présente description, il suffit de rappeler que cette vanne comporte - une entrée de gaz 4 reliée, par exemple par un tuyau souple, à un robinet distinct du réfrigérateur, lequel robinet est branché sur une bouteille ou sur canalisation rigide de gaz; - une sortie de gaz 5 reliée par un tuyau rigide à un brûleur (non représenté) en relation d'échange thermique avec le bouilleur de l'agrégat; - un élément thermosensible (non figuré) relié par une liaison électrique 6 à un thermocouple (non représenté) en conctact avec la flamme du brûleur - un poussoir 7 déplaçable en translation, permettant de repousser provisoirement le clapet, à l'encontre de sa charge élastique, lorsque le brûleur est en cours d'allumage. Le poussoir 7 est lié à un bouton de commande 8 par l'intermédiaire d'un mécanisme piézo-électrique 9 et d'une pièce de liaison 10, tous ces éléments étant alignés selon l'axe de la vanne de contrôle. Le mécanisme piézo-électrique a pour objet d'engendrer une tension électrique, transmise par au moins un fil conducteur à au moins une électrode disposée au voisinage du brûleur, laquelle tension engendre une étin- celle d'allumage. La liaison du mécanisme piézo-électrique 9, d'un côté avec le bouton de commande 8, et de l'autre côté avec le poussoir 7, est conforme à l'invention décrite et revendiquée dans la demande de brevet français 80 26988 déposée le 15 Décembre 1980 par la Demanderesse, et se trouve en dehors du cadre de la présente invention. Le bouton de comman- de 8 comporte deux parties 11 et 12 de couleurs différentes; il est fixe en rotation; en effet, il est de section carrée et peut se dépla- cer en translation dans une lumière ajustée 13 du tableau de commande 3. Après avoir été déplacé, le poussoir 7 se réarme de lui-même, soit dans sa position initiale, ce qui correspond à l'émergence en dehors du tableau 3 des deux parties 11 et 12 du bouton 8 et signifie que le brûleur n'est pas allumé, soit dans une position intermédiaire, ce qui correspond à l'émergence en dehors du tableau 3 de la partie 11 seulement du bouton et indique que le brûleur est allumé. La position initiale et la position intermédiaire du bouton de commande 8 sont respectivement représentées aux fig. 1 et 3. Le commutateur 2 est à commande rotative et comporte un arbre 14 relié à un volant 15. Cette commande du commutateur comporte quatre 250 13 9 4 positions possibles à savoir - une première position (fig. 5), repérée par le mot "GAZ", dans laquelle les circuits respectifs d'alimentation électrique de deux résistances, situées en relation d'échange thermique avec le bouilleur de l'agrégat, l'une en 220 V alternatif et l'autre en 12 V continu, sont ouverts et donc interrompus; - une deuxième position (fig. 6) repérée par "220V", dans laquelle le circuit 220V est fermé et le circuit 12V ouvert; - une troisième position (fig. 7) repérée par 12V dans laquelle le circuit 12V est fermé et le circuit 220V ouvert; - une quatrième position repérée par 0" dans laquelle les deux circuits 12V et 220V sont ouverts. Le mécanisme de sécurité selon l'invention comporte, d'une part un doigt 16 et d'autre part un évidement ou rainure de forme complémentaire 17a. Plus précisément le doigt 16 est solidaire du bouton de commande 8 et est disposé sur le côté de ce dernier. Une pièce intermédiaire 17 est calée sur l'arbre 14 entre le volant 15 et le corps 18 du commutateur 2. C'est cette pièce 17 qui comporte l'évidement 17a de forme complémentaire à celle du doigt 16, en l'occurence une forme trapézoïdale. En se référant aux fig. 1, 2, 3 et 5, on constate que le doigt 16 et l'évidement l7a ne sont en coïncidence axiale que pour la position "GAZ" du commutateur électrique. 0 En partant de la position "GAZ" (cf. fig. 1, 3 et 5) du commutateur 2, et de la position initiale (brûleur non allumé) du poussoir 7 ou du bouton de commande 8 de la vanne de contrôle 1, le fonctionnement du mécanisme de sécurité selon l'invention peut-être explicité comme suit. Premièrement, dans la position GAZ", lorsqu'on repousse le bouton de commande 8, et donc le poussoir 7 de la vanne de contrôle 1, le premier est à même de se mouvoir sur toute sa course, pour enfoncer complètement le poussoir, puisque le doigt 16 peut se déplacer dans l'évidement 17a, et n'est limité dans sa course que par le corps 18 du commutateur 2, lequel se situe en arrière de la fin de course du poussoir 7 (cf. fig. 2). Cet accouplement et ce déplacement l'un par rapport à l'autre du doigt 16 et de l'évidement 17a permettent de repousser le clapet de la vanne 1 à l'encontre de sa charge élastique et d'allumer le brûleur grâce au mécanisme piézo-électrique 9, ce dernier étant déclen- ché après l'arrivée en fin de course du poussoir 7. Deuxièmement, lorsque le brûleur est allumé, et lorsqu'on relâche le bouton de commande 8, ce dernier revient dans une position intermé- 250 1394 diaire montrée en fig. 3. Dans cette position, le doigt 16 reste accou- plé à l'évidement 17a. Il est alors impossible de manoeuvrer le commuta- teur à partir de la position GAZ" vers la position "220V ou "12V",, puisque l'arbre 14 se trouve bloqué en rotation, du fait de l'accouple- ment 16-17a mais aussi du blocage en rotation du bouton de commande 8. Troisièmement, si l'on veut passer à l'énergie électrique, il est nécessaire de couper l'alimentation gaz du réfrigérateur, moyennant quoi le brûleur s'éteint et le poussoir 7 de la vanne de contrôle retourne à sa position initiale (cf. fig. 1). Dès que le doigt 16 et l'évidement 17a sont désaccouplés, on peut placer le commutateur dans la position "220V' ou "12V", ou '0"; cette dernière position correspond à l'ouver- ture des circuits électriques "12V" et 220V', et à l'impossibilité d'actionner la vanne de contrôle 1. Dans les trois positions précitées (cf. fig 6 à 8) il n'y a plus coïncidence axiale entre les éléments 16 et l7a et lorsqu'on appuie sur le bouton de commande 8, le doigt 16 vient immédiatement en butée sur la pièce intermédiaire 17, de sorte qu'il n'est plus possible d'action- ner la vanne de contrôle 1. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. 250 13 9 4 R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Système de commande de l'alimentation en énergie d'un appareil travaillant au choix soit avec un brûleur à gaz, soit avec au moins une résistance électrique, comprenant: - une vanne de contrôle (1) à visualisation mécanique, comportant un clapet chargé élastiquement, un siège pour ledit clapet, un élément thermosensible relié au brûleur assurant la retenue du clapet à l'encontre de sa charge élastique lorsque le brûleur est en fonction- nement, un poussoir (7) chargé élastiquement permettant de repousser provisoirement le clapet à l'encontre de sa charge élastique lorsque le brûleur est en cours d'allumage, ledit poussoir étant réarmé, soit dans sa position initiale sous l'effet cumulé de sa charge élastique et de celle du clapet, soit dans une position intermédiaire sous le seul effet de sa charge élastique; - un commutateur électrique (2), permettant d'établir ou d'interrompre le circuit de la résistance; - caractérisé en ce qu'entre la vanne de contrôle (1) et le commutateur (2) est interposé un mécanisme de sécurité qui permet, d'une part d'auto- riser la manoeuvre du poussoir de la vanne uniquement lorsque le commuta- teur est dans une première position interrompant le circuit électrique de la résistance, et d'autre part d'interdire la manoeuvre du commutateur à partir de la première position, lorsque le poussoir de la vanne est dans sa position intermédiaire, mais d'autoriser ladite manoeuvre lorsque ledit poussoir est réarmé dans sa position initiale. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mécanisme de sécurité comprend deux éléments complémentairesn le premier (16) assujetti au poussoir de la vanne de contrôle (1), le second (lia) assujetti au commutateur (2), ces deux éléments: - étant en coïncidence l'un par rapport à l'autre dans la première position du commutateur; - s'accouplant et se déplaçant l'un par rapport à l'autre, dans leur position de coïncidence, lors de la manoeuvre du poussoir (7) de la vanne de contrôle (1); - restant accouplés tant que le poussoir (7) est dans sa position intermédaire, lequel accouplement interdit la manoeuvre du commutateur (2) à partir de sa première position; - étant désaccouplés dans la position initiale du poussoir 250 139 4 (7), lequel désaccouplement autorise la manoeuvre du commutateur (2) à partir de sa première position, en maintenant alors le poussoir (7) bloqué. 3. Système selon la revendication 2, selon lequel le commutateur est à commande rotative, caractérisé en que l'un des éléments a la forme d'un doigt (16) et l'autre celle d'un évidement (17a), l'évidement et le doigt: - étant en coïncidence axiale dans la première position du commutateur - se déplaçant l'un dans l'autre, dans leur position de coïncidence axiale, lors de la manoeuvre du poussoir de la vanne de contrôle. 4. Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que le doigt (.16) est solidaire d'un bouton de commande (8) relié au poussoir (7) de la vanne de contrôle. 5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que le bouton de commande (8) est fixe en rotation et mobile en translation. 6. Système selon la revendication 3, caractérisé en qu'une pièce intermédiaire (17) est assujettie en rotation à l'arbre (19) du commuta- teur, et est disposée entre le volant de commande (15) et le corps (18) dudit commutateur, cette pièce comportant un évidement (17a) complémen- taire au doigt (16) du mécanisme de sécurité. 7. Système selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le commutateur (2) et la vanne de contrôle (1) sont disposés de façon adjacente, leurs axes respectifs étant sensiblement parallèles, en ce que l'évidement (17a) de la pièce intermédiaire (17), y a la forme d'une encoche, et en ce que le doigt (16) est disposé sur un côté du bouton de commande (8) du poussoir (7) et comporte une forme complémentaire de celle de ladite encoche. 8. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le commutateur (2) présente une seconde et une troisième position correspondant à la fermeture sélective de deux circuits électriques de tensions électriques différentes. 9. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce que le commutateur (2) présente une quatrième position ou position de repos correspondant à l'ouverture des deux circuits électriques-et interdisant la manoeuvre du poussoir (7) de la vanne de contrôle (1).