Brevet FR2561757A1 — publié le 19850927

L'invention qui se rapporte aux appareils instantanés de production d'eau chaude par le gaz concerne un nouveau systeme de commande et de sécurite avec allumage direct du brûleur. On sait que les appareils de production instantanée d'eau chaude au gaz possedent habituellement une veilleuse de contrle et d'allumage dont le rgle est à la fois d'assurer l'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'empêcher 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 allumee continuellement la veilleuse de contrJble 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 hormis le fait qu'il inspire une certaine crainte chez les utilisateurs entraine aussi une consommation supplémentaire de gaz qui n'est pas négligeable et constitue également une source d'encrassement. Pour éviter cela, on connait des dispositifs de sé- curite et de commande fonctionnant sans veilleuse permanente formes 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 est un elé- ment thermosensible, lequel lorsqu'il est chauffé, déclenche d'abord l'alimentation d'une deuxième veilleuse, appelée veilleuse de sécurité, allumée par la flamme de la première veilleuse, puisdeclen- che l'ouverture de la conduite d'alimentation du brûleur et enfin la fermeture de la première veilleuse. Le refroidissement de l'élément thermosensible provoque ensuite la coupure de l'alimentation en gaz de la deuxième veilleuse. Mais ces dispositifs sont généralement compliqués et nécessitent le fonctionne-ment simultané de deux veilleuses pour assurer l'allumage du brûleur et la sécurite. L'invention. apporte une solution à ces problèmes en ce qu'elle propose un c-hauffe-bains de conception nouvelle, sans veilleuse permanente, disposant notamment d'un mode original d'allumage direct du brû- leur. Selon l'invention, on adjoint à un dispositif de se cuité classique dont le thermocouple est soumis à la flamme du brûleur, un mécanisme d'armement de l'em- bout magnétique, ce dispositif temporaire est susceptible de mettre -au collage l'armature du clapet de sécurité d'admission générale du gaz dans l'appareil au début d'un puisage, mais il assure sa liberté de retomber après l'armement. Selon une caracteristique particulière de l'invention, le mécanisme d'armement temporaire est complété par un dispositif d'alimentation electrique additionnel de l'embout magnetique mis en oeuvre également dès le début du puisage pendant le temps- de décharge d'un condensateur. tes caractéistiques particulières et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description suivante d'un type de réalisation en référence aux dessins annexés qui représêntent figure 1 une vue schématique du système d'alluma ge et de commande. figure 2 une vue en coupe d'un mécanisme d'arme ment pneumatique de l'embout magnétique. La figure 1 montre une rampe de brûleur 1 alimentee en gaz par le conduit 2, une veilleuse d'allumage 3 du brûleur dont le petit conduit 4 est raccordé au conduit 2 en amont d'un clapet d'admission de gaz 5, et un tube 6 d'arrivée principale de gaz à l'appareil, communiquant avec le conduit 2 par l'intermédiaire d'un clapet de sécurité 7. Le clapet 7 solidaire de l'armature 8 d'un embout magnetique 9 est maintenu ferme sur son siège sou-s l'effet du ressort 10 de l'armature. L'embout ma gnétique est relie à un thermocouple 11 chauffé par la flamme du brûleur 1. Une valve à eau dont la membrane 12 réagit de façon classique à une commande de puisage d'eau, actionne une tige de poussee 13 dont le déplacement entraine la manoeuvre d'un certain nombre d'éléments comme on l'a figuré en pointillé. Il s'agit d'abord d'une action mécanique, sur le clapet de sécurité 7 par l'intermédiaire d'un mecanisme d'armement schématisé en 14 dont la fonction particulière apparaitra plus loin, ainsi que sur le clapet d'admission gaz 5. Il s'agit aussi d'une action sur des contacteurs électriques 15 et 16. Le premier contacteur 15 met en circuit un condensateur 17 soit avec une pile 18 soit avec 1 'électroaimant de l'embout magnétique 9. Le second contacteur 15 met en circuit la pile 18 avec un boitier allumeur 19 connecté à une des élec trodes d'allumage 20 places vis à vis de la veil leuse 3. Le fonctionnement du dispositif est le suivant Quand l'appareil est arrêté, c'est à dire quand il n'y a pas de puisae-d'eau, la membrane 12 est en bas et les barrettes de contact des contacteurs occupent la position représentée. Le contacteur 15 assure la charge du condensateur 17 par la pile 18 et le contacteur 16 au repos ne met pas en circuit le boitier allumeur 19. Parallèlement les clapets 5 et 7 sont fermes sur leur siège interdisant l'admission du gaz dans l'appareil et à fortiori au brûleur. Quand l'usager effectue un puisage la membrane 12 se souleve et entraine par la tige 13 le basculement du contacteur 15 dans l'autre position ce qui a pour effet de décharger le condensateur 17 et d'alimen -ter ainsi. 1 'embout magnétique 9. Le contacteur 16 se ferme, met sous tension le boitier allu meur 19 qui génère un train d'etincelles aux élec trodes 20.L'action mécanique de la tige 13 a égale- ment entraine par l'intermediaire du mécaniseme d'ar mement 14, l'ouverture du clapet de sécurité 7 et la mise au collage de 1 armature 8 contre l'embout ma gnetique 9 à l'encontre de la force de rappel du res sort 10. En même temps. ce mouvement. de la tige 13 a ouvert le clapet 5. Ces actions simultanees font que le gaz est admis des le début du puisage à la veil leuse 3 et au brûleur 1 puisque les clapets sont ou verts. Le train d'étincelles allume alors la veilleu se qu. elle même allume le brûleur quand la veilleuse est allumée le train d'étincelles s'interrompt car le boitier allumeur 19 contrôle salement l'existence de la flamme. Le thermocouple 11 chauffe et au bout de quelques secondes maintient l'armature 8 au collage contre l'embout magnétique 9 et par conséquent le clapet de sécurité 7 reste ouvert. Cette action du thermocouple sur l'embout magnétique se substitue donc à celle due à la décharge du condensateur 17, qui ne dure que quelques secondes. Néanmoins pendant le puisage, s'il y a anomalie de fonctionnement (par exemple extinction fortuite du brûleur), le système à therc!ocouple peut jouer son rôle de sécurité en refermant le clapet 7, car le mecanisme d'armement 14 a été conçu pour pouvoir armer le clapet 7 seulement en debut de puisage mais en lui laissant la liberté de "retomber" après l'armement. Autrement dit le verrouillage du clapet 7 en position d'ouverture n'est assuré par ce mécanisme d'armement 14 que pendant les quelques premières secondes de puisage, nécessaires à la mise au collage de l'armature 8. A l'arrêt d'un puisage, le clapet 5 se referme, les contacteurs 15 et 16 basculent, le boitier allumeur 19 n'est plus alimente et la pile 18 recharge le condensateur 17. Le thermocouple 11 n'étant plus soumis à la flamme du brûleur se refroidit et au bout de quelques secondes l'armature 8 décolle de l'embout magnétique 9 et ferme le clapet de sécurité 7. Enfin, si l'allumage ne s'effectue pas au début d'un puisage, par exemple à cause d'une déficience d'arrivée de gaz à la veilleuse ou à cause du mauvais fonctionnement de l'allumeur, le condensateur 14 s'étant déchargé, le clapet 7 se referme. L'usager devra donc refermer quelques instants le robinet de puisage avant de répéter l'opération, pour laisser le temps au condensateur 17 de se recharger. La figure 2 illustre un mode particulier de réalisation dans lequel le mécanisme d'armement 14 de l'embout ma gnétique selon la figure 1 est réalisé non pas par un système mécanique mais par le jeu de pressions de gaz. L'arrivée du gaz dans l'appareil se fait en 6 par 1 'in- termediaire d'un clapet d'admission 5 monté sur une tige de poussee 13 actionnée par la membrane 12 de la valve à eau 21. Un res-sort de rappel 22 agit sur le clapet. La tige 13 commande les contacteurs 15 et 16 ayant les mêmes fonctions que dans le cas précédent. Le gaz, en aval du clapet 5 occupe le conduit d'admission 2 et est admis au brûleur 1 sous réserve de l'ouverture du clapet de sec-ur-ite 7. Celui--ci est monte sur une tige coulissante 33 reliée à l'armature 8 d'un embout magnétique 9, rappelee par un petit ressort 10. L'armature 8 est solidaire d'une membrane 23 qui delimite une chambre supérieure 24 reliée au conduit 2 par un orifice 25. Cet orifice est obture par un clapet 26 manoeuvré par I'éiectroaimant 27 et rappelé par le ressort 28. L'electroaimant est relié au contacteur 15 et se trouve- donc dans le circuit du condensateur comme d-ans le cas de la figure 1. La tige coulissante 33 traverse la chambre 24, l'étanchéité étantassurée le long de la tige par une petite membrane d'étanchéité 29. Enfin la chambre 24 communique avec le tube de gaz 30 en aval du clapet 7 par un petit conduit 31 ; un orifice de fuite calibree 32 est prévu à la sortie de la chambre. Enfin le thermocouple 11, soumis à la flamme du brûleur 1 est relié à l'embout magnétique 9. Quand il y a puisage d'eau, le déplacement de la membrane 12 entraine l'ouverture du clapet d'admission 5 ainsi que le basculement des contacteurs 15 et 16. Le gaz admis dans le conduit 2 pénètre dans la chambre 24 par l'orifice 25 dont le clapet 26 s'est ouvert puisque l'électroaimant 27 a été excite grâce au condensateur par le basculement du contacteur 15. Cette pression de gaz dans la chambre 24 provoque le deplacement vers le bas de la membrane 23 à l'encontre du ressort 10. Ce déplacement entraine d'une part l'ouverture du clapet 7 qui libère le gaz vers le brûleur et d'autre part la mise au collage de l'armature 8 contre l'embout magnétique 9. Le contacteur 16 ayant pro voqué un train d'étincelles au brûleur, le gaz s'enflamme et chauffe le thermocouple 11. L'etablissement de la pression de gaz dans la chambre 24, lors d'un puisage, s'effectue rapidement, ainsi que la mise au collage de l'armature 8. Mais au bout de quelques secondes le condensateur étant dechargé, l'é- lectroaimant 27 est désexcité et le clapet 26 va se refermer ; alors la pression dans le chambre 24 diminue et s'annule à cause de la fuite calibree 32 et de l'é- chappement du gaz par le conduit 31 vers le tube 30. C'est-à-dire qu'au bout de quelques secondes, c'est l'embout magnétique 9 alimenté par le-thermocouple 11, qui maintient l'armature 8 au collage et par conséquent le clapet 7 ouvert, et non plus la pression de gaz dans la chambre 24. L'appareil est en fonctionnement ; le me- canisme d'armement pneumatique ainsi décrit a joué son rôle en debut de puisage mais s'est désarmé quelques secondes plus tard. L'orifice calibré 32 et le condensateur sont évidemment détermines pour fournir un temps compatible avec la durée de substitution du mécanisme de sécurité avec thermocouple 11. Pour plus de sécurité et pour eviter un allumage explosif de l'appareil si le thermocouple après 1 '-arrêt ne s'est pas suffisamment refroidi pour désarmer l'embout magnétique 9, il peut être avantageux de prévoir sur la liaison thermocouple embout magnétique un contact électrique commande par la tige 13. Revendications 1 / Chauffe-bains sans veilleuse permanente comportant une valve à eau à membrane agissant- dans le sens de l'ouverture d'au moins un clapet d'admis-sion de gaz à l'appareil et manoeuvrant le contacteur électrique d'un allumeur, et comportant également un système de sécurité à thermocouple caractérisé par le fait qu'on associe au systeme de sécurité à thermocouple (9-11), un mécanisme d'armement(14)de son embout magnétique(9) asservi au mouvement de la membrane (12) de la valve à eau,et que ce mécanisme d'armement a une action posi tive seulement en debut de puisage, et retombe apres le premier temps d'armement. 20/ Chauffe-bains sans veilleuse permanente selon la revendication 1 caractérisé par le fait que ce méca- nisme d'armement temporaire est alimenté par un con densateur (17) chargé par une pile (18) et par le fait qu'un contacteur (15) actionné par le mouvement de l-a membrane (12) connecte le condensateur à ce mécanisme. 30/ Chauffe-bains sans veilleuse permanente selon les revendications 1 et 2 caracterise par le fait que la tige de poussée (13) de la valve à eau entraine la manoeuvre simultanée du mécanisme d'armement (14), du clapet d'admission gaz (5), du contacteur (15) et du contacteur électrique (16) de l'allumeur (19). 4 / Chauffe-eau sans veilleuse permanente selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le méca nisme d'armement de l'embout magnetique 9 est consti tue par une membrane (23) soumise à une pression de gaz admise dans une chambre (24) en début de puisage par un petit électroaimant alimente momentanément par un condensateur et que la chambre (24) possede un orifice de fuite calibre (32). 5 / Chauffe-bains sans veilleuse permanente selon la revendication 4 caractérisé par le fait que la membrane (23) porte l'armature (8) de 1 'embout magnétique (9) et est rappelée par son- ressort (10). 6"/ Chauffe-bains sans veilleuse permanente selon les revendications 4 et 5 caractérisé par le-fait que le clapet (7) d'admission de gaz au brûleur est monte sur une tige (33) asservie au mouvement de la membrane (23) et de l'armature (8) de l'em bout magnétique.