Brevet FR2552848A1 — publié le 19850405

L'invention concerne un dispositif qui,en conbinaison avec un mécanisme eau classique à membrane différentielle commandant l'arrivez du gaz sur un chauffe-eau ou un chauffe-bain instantané à gaz, confere à ce mécanisme la propriété d'obtenir, pour des valeurs bien déterminées du débit d'eau le traversant, une ouverture brusque et une fermeture brusque de l'arrivée du gaz au brûleur. On sait que l'une des solutions, la plus ancienne et la plus simple, pour commander l'arrivée du gaz à un brûleur à partir de l'apparition d'un débit d'eau minimum traversant un appareil de production instantanée d'eau chaude par le gaz, consiste à utiliser un clapet gaz dont l'ouverture est provoquee par le déplacement d'une membrane sur les faces opposees de laquelle on applique une différence de pression produite par le passage de l'eau à travers un orifice calibré ou un organe deprimogène tel qu'un tube venturi. Bien entendu, dans cette solution, la loi qui régit la levée de la membrane, donc la levee du clapet contre la force antagoniste d'un ressort de rappel, est une loi continue et il est evident qu'au voisinage du seuil de debit d'eau qui équilibre la force de rappel du ressort, une variation infiniment faible du débit d'eau peut entrainer une levee infiniment faible du clapet et, par voie de conséquence, un debit gaz egalement infiniment faible et en tout cas inférieur au debit minimum qui permet l'allumage du brûleur. Jusqu'à présent, ce risque, lorsqu'il s'agit de chauffeeau ou de chauffe-bains classiques à puissance fixe entait juge comme insignifiantetsans conséquence sur le bon fonctionnement de l'appareil dans la mesure ou le clapet d'admission du gaz au brûleur de ces appareils permettait une ouverture tres rapide de la section de passage du gaz des le début de sa course de levée. Avec l'apparition des appareils dits à puissance variable et, en particulier, avec ceux du type à ouverture du gaz proportionnelle au debit d'eau, on a été amené a prévoir des profils de clapet de commande gaz tels que l'ouverture du gaz soit très progressive en fonction de la levee dudit clapet, de telle sorte que la zone de fonctionnement possible entre la position clapet fermé et la position de ce meme clapet autorisant une arrive réduite du gaz au brûleur, corresponde à une zone de variation de debit d'eau plus étendue d'où une plus grande probabilité de pouvoir faire fonctionner ces appareils dans une zone où le débit gaz serait in férieur au debit minimum permettant un allumage et un interallumage corrects du brûleur et un risque beaucoup plus grand de voir du gaz non allumé debiter au brûleur. En raison de ce risque certaines normes exigent déjà que les appareils du type à puissance variable proportionnelle au debit comportent un dispositif qui doit assurer l'ouverture et la fermeture brusque du gaz au brûleur lorsque le débit d'eau circulant dans l'appareil franchit, dans un sens et dans l'autre, des seuils ou des valeurs bien définies. Parmi les dispositifs qui ont été imaginés pour résoudre ce problème, on connaft les dispositifs dits hydrauliques dans lesquels on utilise le début de la course de levée de a membrane différentielle pour entrainer, au moyen d'une liaison mécanique, la fermeture ou l'ouverture d'un orifice calibré par lequel on met en communication les chambres d'eau inférieures et superieures du mécanisme à membrane. Ces dispositifs hydrauliques connus, pour séduisants qu'ils soient, présentent malheureusement plusieurs inconvenients. Ils ont d'abord un premier inconvénient grave qui est de prendre presque nécessairement la place qu'occupe l'organe de régulation de débit d'eau, présent sur tous les chauffe eau et les chauffe-bains, et déjà obligatoirement situé dans le mécanisme eau sous la membrane différentielle au mouvement de laquelle il est aussi lié mécaniquement. Un deuxieme inconvénient de ces dispositifs hydrauliques connu est qu'ils nécessitent, pour obtenir un fonctionnement correct, le respect de tolérances très serrées sur la fabrication et le montage, aussi bien de leur differents éléments que de ceux qui composent le mécanisme eau et gaz avec lequel ils coopèrent tres intimement. En particulier, la position de repos de la membrane qui constitue le point bas de depart de l'ouverture du clapet gaz, doit coïncider de manière très précise avec le début de la phase de precourse qui doit elle-même précéder l'ouverture brusque d'une fraction de la levée totale du clapet gaz, ouverture brusque consécutive elle-même à la variation brusque de la pression différentielle sur la membrane due à la fermeture de l'orifice calibré. Enfin, ces dispositifs hydrauliques ne peuvent être mis en oeuvre que dans des mécanismes eau à membrane différentielle spécialement redessinés et conçus à cet efet, ce qui veut dire que l'on doit réinvestir dans des nouveaux outillages. Le perfectionnement, objet de la présente invention, a pour résultat de supprimer tous les inconvénients connus des dispositifs hydrauliques en apportant à une valve à eau une caractéristique fonctionnelle nouvelle lui permettant de réaliser l'ouverture et la fermeture brusque du clapet gaz solidaire de la levée de la membrane différentielle. Suivant une autre caractéristique principale de l'invention, on dispose extérieurement à la valve à eau un autre petit boîtier comportant un obturateur additionnel en combinaison avec une petite membrane différentielle qui délimite deux chambres d'eau supérieure et inférieure mises en communication respectivement avec la chambre d'eau supérieure et la chambre d'eau inférieure de la valve à eau, par deux petites tubulures. Selon une autre caractéristique de l'invention, le petit obturateur additionnel est agencé de telle sorte qu'il se ferme lorsque la petite membrane différentielle qui lui est reliée mecaniquement, se souleve contre la force de rappel déterminée d'un ressort sous l'effet d'une différentielle de pression apparaissant entre les deux chambres d'eau de la valve à eau de l'appareil. D'autres caractéristiques particulières et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation en reference au dessin annexé qui représente une vue schematique en coupe de la valve à eau munie du boîtier additionnel. Le boîtier du mécanisme eau est constitué d'une coquille supérieure 1 et d'une coquille inferieure 2 entre lesquelles est tendue une membrane differentielle 3 délimitant deux chambres 4 et 5, membrane comportant sur sa face supérieure un disque de rigidite 6. La partie supérieure du boîtier au-dessus de la membrane représente un mécanisme eau tout- -fait classique dans lequel la membrane 3 reagit a la différentielle de pression créée par exemple par une pompe de circulation de l'eau non représentée. En appui sur le disque 6 se trouve la tige 7 de commande d'ouverture du clapet 8 d'admission du gaz aux brûleurs non représentés. Ce clapet est maintenu fermé contre son siege par le ressort 9 et obture la tubulure d'arrivée de gaz 10. Un conduit d'arrive d'eau 11 debouche dans une petite chambre centrale 12 en communication par un orifice annulaire 13 avec la chambre 5. Un piston régulateur de debit d'eau 14, coulissant dans une chemise exterieure 15 est poussé par un petit ressort de rappel 16 en direction de son siège de fermeture qui entoure l'orifice annulaire 13. La chemise 15 est fixée par vissage à l'intérieur du puits de la chambre 12 ; elle est démontable par au-dessous. Le piston régulateur 14 se prolonge par une barre 17 qui traverse l'orifice 13 et qui vient en appui contre la membrane 3. Le piston porte en outre une entretoise 18 de diame- tre plus faible que l'orifice 13. La chambre inférieure 5 communique avec le conduit de sortie d'eau 19 par un orifice calibré 20 prevu dans le fond du bottier. Un petit conduit 21 égalise la pression entre la chambre supérieure 4 et le conduit de sortie 19. Une languette flexible 22 fixée au fond du boîtier se termine par une fourche qui coiffe sans frottement la barre 17 du piston mais est en appui sur l'entretoise 18. Cette languette 22 est munie d'un petit orifice calibré 23 qui se superpose a l'orifice calibré 20 de telle sorte que dans la position représentee, la chambre 5 ne communique avec le conduit de sortie d'eau 19 que par la section de l'orifice calibré 23. Extérieurement à cette valve à eau 1, on dispose un autre bottier 24 renfermant aussi une membrane differentielle 25 qui delimite deux chambres ; une chambre inférieure 29 qu'un petit tube 26 de faible section relie à la chambre inférieure 5 de la valve à eau, et une chambre supérieure 27 qu'un autre petit tube 28 relie au conduit de sortie 19. La membrane 25 porte une pastille 32 munie d'un orifice central 33 faisant communiquer les chambres 29 et 27. Ladite pastille coopère avec un pointeau fileté d'obturation 31 dont la hauteur est réglable de l'extérieur par rapport au boitier 24. Un ressort de rappel 30 est en appui sur la pastille de la membrane. L'ensemble membrane-pointeau constitue l'obturateur additionnel du boitier 24, qui peut by-passer partiellement les chambres 5 et 4 du mecanisme de commande. Le dispositif fonctionne de la façon suivante Lorsqu'on ouvre progressivement un robinet de puisage d'eau chaude, un débit d'eau dans le sens de la fleche s'établit dans le conduit 19, par Te petit orifice calibré 23, les chambres 5 et 12 et le conduit 11. Mais dans cette période de début de puisage un courant d'eau s'établit également dans l'autre boftier 24 par l'intermédiaire des petits tubes 26 et 28 et de l'orifice 33. Si le débit de puisage augmente, la différence de pression entre l'arrivée d'eau à l'entrée 11 et le départ d'eau a la sortie 19 augmente également ; cette diffrence de pression se répercute aux chambres 29 et 27 du boîtier 24 auxquelles l'entrée et le départ d'eau sont raccor dées. De ce fait la membrane 25 se soulève à l'encontre de la force du ressort de rappel 30 jusqu'à ce que la tête du pointeau 31 obtenu l'orifice central 33. Cela se traduit par une augmentation immédiate de la differentielle de pression entre la chambre 5 en amont et la chambre 4 qui communique par le petit conduit 21 avec la sortie d'eau 19 et cela entraine par conséquent la brusque levée de la membrane 3 et l'ouverture du clapet. La languette 22 s'est également levée dégageant l'orifice 20 et fixant la valeur de débit d'eau de puisage qui traverse l'appareil, indépendamment de la pression d'alimentation. L'avantage de ce boîtier additionnel 24 est d'être un composant simple et petit pouvant être équipé d'une membrane classique, et se raccordant aisément a la valve à eau. Il est peu couteux et peut s'adapter a n'importe quelle valve à eau. Revendications. 10/ Dispositif hydraulique assurant l'ouverture et la fermeture brusque d'un clapet d'arrive de gaz à un brûleur de chauffe-eau ou chauffe-bains instan tané a gaz et utilisant un mecanisme de commande gaz a membrane differentielle caractérisé en ce que l'on dispose extérieurement a ce mecanisme un obturateur additionnel (31-33) en combinaison avec une membrane différentielle(25)qui délimite dans un boitier(24)deux chambres d'eau (27-29) mises en communication respectivement avec les chambres (5,4) du mecanisme de commande (1). 20/ Dispositif hydraulique selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un premier petit tube (28) relie la chambre superieure (27) du boîtier (24) au conduit de sortie d'eau (19) du mécanisme de commande (1), et qu'un second petit tube (26) relie la chambre d'eau inferieure (29) à la chambre (5) inferieure à la membrane (3) du mecanisme de com mande. 3 / Dispositif hydraulique selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'obturateur additionnel est constitué par un pointeau fileté d'obturation (31) destine à obturer l'orifice calibré (33) d'une pastil le (32) portée par la membrane différentielle (25)