Brevet FR2557674A1 — publié le 19850705

L'invention se rapporte aux dispositifs de commande et de sécurité du genre chauffe-eau ou chauffe-bains instan tanés à gaz sans veilleuse permanente et concerne particulièrement le système de détection et de sécurité de la flamme de veilleuse. On sait que les appareils de production instantanée d'eau chaude au gaz possèdent habituellement une veilleuse de contrôle et d'allumage dont le rôle est à la fois d'assurer I -allumage du gaz à sa sortie du brûleur à chaque fois que l'on ouvre un robinet de puisage du circuit d'eau chaude, et par l'intermédiaire d'un dispositif thermosensible, d'empècher l'arrivée du gaz au brûleur si cette veilleuse vient à s'éteindre pour une raison ou pour- une autre. Etant donné ce double rôle, l'utilisateur est pratiquement obligé de laisser allumée continuellement la veilleuse de contrôle et d'allumage de ces appareils pendant toute la période au cours de laquelle il peut à tout moment avoir besoin d'eau chaude. Le fonctionnement en permanence de la veilleuse entraine par conséquent une consommation supplémentaire de gaz qui n'est pas négligeable et constitue également une source d'encrassement. Pour eviter cela, on connait des dispositifs de sécurité et de commande fonctionnant sans veilleuse permanente formés par une première veilleuse appelée veilleuse d'allumage qui s'allume quand un robinet de distribution d'eau est ouvert et qui agit sur un organe détecteur de flamme qui estun élément thermosensible, lequel lorsqu' est chauffé, déclenche d'abord 1 'alimentation d'une deuxième veilleuse, appelée veilleuse de securité, allumée par la flamme de ld première veilleuse, puis déclenche l'ouverture de la conduite d'alimentation du brûleur et enfin la fermeture de la première veilleuse. Le refroidissement de 1 'élément thermosensible provoque ensuite la coupure de l'alimentation en gaz de la deuxième veilleuse. Ces dispositifs sont généralement compliqués et nécessitent le fonctionnement simultané de deux veilleuses pour assurer l'allumage du brûleur et la sécurité. En outre, l'élément thermosensible dont il est question plus haut présente lui-même quelques inconvenients. Quand il s'agit 5 comme c'est le cas le plus utilisé jusqu'à présent- d'un système à capsule manométrique constitué d'une petite enceinte ou bulbe étanche placé dans la flamme à surveiller, et raccordé à une petite membrane dilatable manoeuvrant un clapet, on sait que le réglage d'ouverture de ce petit clapet est délicat dans la mesure ou l'air de la capsule peut s'échapper par la membrane à cause de sa porosité ou par les brasures au niveau du bulbe ou du tube capillaire.On a constaté en tout cas que ce système n'é- tait pas toujours fiable, ou nécessitait alors des moyens complémentaires, comme une double membrane, ou encore un procédé de remplissage additionnel du bulbe, toutes solutions évidemment plus compliquées et coûteuses. L'invention apporte une solution nouvelle à ce problème, avec de surcroît l'avantage d'améliorer sensiblement les temps de réponse en ce que l'organe détecteur de la flamme de la veilleuse s'affranchit des inconvénients précités propre aux systèmes basés sur la dilatation du fluide d'un bulbe soumis à une flamme, par le fait qu'elle utilise un système de détection opto-électronique de ladite flamme. Le système selon l'invention consiste à soumettre la flamme de veilleuse à un organe de détection optique du genre d'un photo transistor, associé à au moins un dispositif additionnel susceptible d'une part d'améliorer la luminosité de la flamme en vue de faciliter se détection et/-ou d'autre part de ne pas soumettre l'organe de détection lui-même au rayonnement intense du brûleur. Selon une caractéristique particulière de l'invention, le premier dispositif additionnel est constitué d'un filament placé dans la flamme de veilleuse, qui constitue un point très lumineux lorsque la flamme est normale. Selon une autre caractéristique particuliere de 1'invention, un autre dispositif additionnel consiste à intercaler entre la flamme et/ou ledit point lumineux un guide de lumière du genre tube de verre ou fibre optique permettant d'écarter l'organe de détection de la flamme de veilleuse. Les autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation en référence au dessin annexé qui represente une vue schématique du dispositif. L'arrivée du gaz dans l'appareil se fait en 3 par l'inter mediaire d'un clapet principal 1 de commande du gaz avec son ressort de rappel 4 et sa tige de poussee 2 actionnee par une valve a eau classique représentée schématiquement en 5. Le gaz est admis dans une chambre d'admission 45 fermee par une membrane 54 agissant sur une lame souple 56 par l'intermédiaire d'une tige 5 5. Le contacteur 57 et la lame souple sont reliés a une source électrique et un sys thème a décharge 20 fournissant des étincelles a l'allumeur de veilleuse 23. Le boitier de commande 8 de l'admission du gaz au brûleur 14, disposé en aval du clapet principal 1 et en amont du brûleur se compose d'un boitier cylindrique divisé en deux chambres (6) et (15) par une membrane 7 et d'un équipage dont les déplacements sont solidaires de ceux de la membrane. Cet équipage mobile est constitué d'une tige verticale 9 sur laquelle est montée une membrane 52 qui isole la chambre 15 d'un orifice 47 permettant un passage de gaz par 1 'in- termédiaire d'un conduit 30 vers la veilleuse 25. Sur la tige est également monte un clapet 10 qui commande directement l'arrivée du gaz au brûleur 14. Cet ensemble mobile est rappelé vers le bas par un ressort 53. Pour la clarté de la figure, on a représente la veilleuse a l'écart du brûleur, mais il va de soi qu'en réalité, une rampe du brûleur est disposée pour son allumage a proximite de cette veilleuse. La chambre haute-pression (6) peut etre mise en communication grace au conduit 31 avec la tubulure d'arrive de gaz 3 par l'intermédiaire d'un petit clapet 12, rappelé contre son siège par un ressort non représenté. Ce petit clapet est monte sur une tige coulissante solidaire d'une armature 13 soumise a l'attraction d'un petit aimant 16, cet ensemble (12, 16) constituant une petite électrovalve qui peut être mise en oeuvre avec une faible intensité de courant. Cette électrovalve est montée en série avec un photo transistor 17 placé en face de l'orifice d'un guide de lumière 18 forme pas exemple d'un tube de verre ou d'un faisceau de fibres optiques. L'autre extrémité de ce guide de lumière est orientée face a la flamme de veilleuse. A l'intérieur de celle-ci est place un filament 19 du genre fil de platine ou fibre céramique qui a pour objet d'améliorer la luminosite de la flamme. Le fonctionnement du dispositif ainsi décrit est le suivant. Au repos, c'est-a-dire lorsque les robinets de puisage sont fermées, le clapet principal 1 se trouve fermé du fait que l'eau ne circule pas dans la valve a eau de l'appareil, et l'ensemble mobile de l'organe de commande se trouve en position basse car il n'est pas alimenté en gaz. Dès que l'on Ouvre un robinet de puisage, le passage de l'eau dans la valve a eau 5 provoque la levée du clapet 1. La pression du gaz dans la chambre d'admission 45 agit sur la petite membrane 54 ce qui entraine le déplacement de la tige 55, de la lame souple 56 et par conséquent la fermeture du contact 57 de mise sous tension de l'allumeur 23. Dans le même temps, le gaz arrive a la veilleuse 25 par le passage 47 et par le conduit 30 et s'enflamme au contact de l'allumeur, mais il ne peut encore arriver au brûleur du fait que le clapet 10 est toujours sur son siège 11. La veilleuse chauffe alors le filament 19 qui devient incandescent et la lumière ainsi émise, canalisée par le guide 18, agit sur le photo transistor 17 dans le sens de la mise sous tension de la petite électrovalve (12, 16). L'armature 13 est mise au collage contre l'aimant 16 et le petit clapet 12 s'ouvre. Le gaz en amont du clapet 1 peut donc accéder par le conduit 31 à la chambre (6). Alors la membrane 7 se soulève et provoque grâce à la tige 9 l'ouverture du clapet 10 permettant l'alimentation du gaz au brûleur 14. L'appareil de production est maintenant en fonctionnement, et le brûleur restera allumé aussi longtemps que l'on laissera ouvert un robinet de puisage. Quand on arrête le puisage le clapet 1 se referme, la veilleuse s'éteint, le photo transistor n'agit plus, le clapet 12 se ferme aussi puis le clapet 10. Si la veilleuse s'éteint intempestivement pendant le fonctionnement du brûleur ou ne s'allume pas lors d'un puisage, le clapet 12 restera fermé et par conséquent le clapet 10 ne pourra pas s ouvrir. Le temps de réponse du photo transistor étant rapide, la mise en sécurité est immediate. Revendications 1. Dispositif de commande et de sécurité pour chauffe-eau et chauffe-bains à gaz sans veilleuse permanente compre nant une chambre d'admission gaz, une veilleuse avec son allumeur, un ensemble mobile portant un clapet d'ad mission gaz au brûleur manoeuvré par une membrane dont la chambre inférieure peut être soumise à une pression de gaz lors de l'ouverture d'un petit clapet lui-même asservi à un organe détecteur de la flamme de veilleuse caractérisé par le fait que ledit organe detecteur de la flamme de veilleuse est un système de détection opto électronique(17)associé à au moins un dispositif addition nel pour améliorer la luminosité de la flamme et/ou pour pouvoir éloigner le détecteur du rayonnement thermique de la flamme de la veilleuse ou du brûleur. 2. Dispositif de commande et de sécurité selon la revendica tion 1, caractérisé par le fait que le système de détec tion opto-électronique, est constitué d'un photo transis tor(17)qui commande l'ouverture d'une électrovalve (12, 16) assurant la mise en pression de gaz dans la chambre (6) inférieure à la membrane de commande (7). 3. Dispositif de commande et de sécurité selon la revendica tion I caractérisé par le fait que le dispositif addition nel destiné à ameliorer la luminosité de la flamme est un filament (19) du genre fil de platine ou fibre céramique monte pour être dans la flamme de la veilleuse (25) et susceptible de devenir incandescent sous l'action de cette dernière. 4. Dispositif de commande et de sécurité selon les revendi cations 1 et 2, caractérisé par le fait que le disposi tif additionnel destiné à éloigner le photo transistor (17) de la veilleuse (25) consiste à intercaler entre eux un guide de lumière (18) du genre d'un tube de verre ou de fibres optiques.