Brevet FR2594526A1 — publié le 19870821

-- 1 -- La présente invention concerne un dispositif d'allumage progressif pour un chauffe-eau à gaz muni d'un régulateur d'ad- mission de gaz logé dans un bottier et agissant sur une soupa- pe à gaz, avec une chambre hp et une chambre bp, séparées en- tre elles par une membrane, la chambre bp étant reliée d'une part au réseau de distribution d'eau et d'autre part, par l'in- termédiaire d'un venturi, à un échangeur de chaleur; de plus, il existe une conduite reliant la section rétrécie du venturi à la chambre bp, et comportant un étranglement. De tels dispositifs d'allumage sont connus et donnent nor- malement satisfaction. Etant donné que la composition et les pressions du gaz peu- vent varier, il serait utile que la caractéristique du disposi- tif d'allumage puisse être adaptée à des conditions variables de fonctionnement; la présente invention a donc pour but de per- mettre la variation aussi bien de la vitesse à laquelle augmen- te le débit de gaz que son volume. De plus, l'invention a pour objet de créer un dispositif d'allumage autonome qui peut être monté sans difficultés sur des régulateurs d'admission de gaz existants de chauffe-eau à gaz. Ce but est atteint conformément à l'invention par ce que le dispositif d'allumage a une caractéristique (Q = f(t)) pré- sentant un coude. Une telle réalisation procure l'avantage que pendant un premier temps, le débit de gaz peut augmenter très rapidement -2 - en fonction du temps, et qu'ensuite cette augmentation se ra- lentit sensiblement. Cela permet de mieux adapter le débit de gaz à son pouvoir calorifique et à sa pression. Il est particulièrement avantageux de réaliser le disposi- tif d'allumage de sorte à pouvoir l'accoler au régulateur d'ad- mission de gaz de façon amovible, ce qui facilite son rempla- cement. De plus, il est particulièrement avantageux de munir le bottier du dispositif d'allumage d'un tenon cylindrique file- té avec un alésage central faisant fonction de conduit de rac- cordement, et une gorge périphérique ayant la même fonction. Il est particulièrement avantageux que les deux conduits de raccordement communiquent entre eux par un siège de soupa- pe avec un obturateur et, en parallèle, un étranglement régla- ble, l'obturateur, ouvert si la pression est nulle, étant com- mandé par une membrane qui, sous l'effet d'une pression diffé- rentielle, déplace l'obturateur en direction du siège de soupape. Il est de plus particulièrement avantageux qu'il existe une douille en matière plastique o coulisse le piston et qui est logée dans un évidement du bottier. A l'aide des figures un à six du dessin, des exemples de réalisation'de l'invention sont ci-après décrits en détail. Les figures montrent: Fig. cinq, le schéma d'un chauffe-eau à gaz; Fig. un, deux et trois, des exemples de réalisation du dis- positif d'allumage progressif; -3 - Fig. quatre, une caractéristique, et Fig. six, un autre exemple de réalisation de l'invention. Dans les six figures, les mêmes références indiquent les mêmes détails. Le chauffe-eau 1 suivant la fig. cinq comprend un échan- geur de chaleur 2 chauffé par un brOleur 3 dont la conduite d' alimentation 4 est munie d'une soupape à gaz 5. L'échangeur de chaleur 2 est raccordé à une conduite d'alimentation en eau froi- de 6 qui traverse un bottier 7 d'un régulateur d'admission de gaz 8. De l'autre câté de l'échangeur de chaleur 2 part une con- duite d'eau chaude 9 qui comprend un robinet de prise d'eau 10. Au bottier 7 du régulateur d'admission de gaz 8 est raccordé un dispositif d'allumage progressif 11 au moyen des conduites 12 et 13. Le régulateur d'admission de gaz 8 renferme dans son bottier 7 deux chambres 14 et 15 séparées entre elles par une membrane 16 fixée sur tout son pourtour de façon étanche dans ledit bottier, et munie d'un piston 17 solidaire d'une tige 18 qui agit sur la soupape à gaz. La chambre hp 14 est traversée par la conduite 6 et abri- te à l'intérieur du bottier 7, du côté de sa sortie, un ventu- ri 19 que traverse ladite conduite. Au niveau de la section ré- trécie du venturi est branchée la conduite 13, la conduite 12 étant raccordée à la chambre bp 15 du régulateur d'admission de gaz. La constitution du dispositif d'allumage progressif res- sort en détail de la fig. un. Le dispositif d'allumage 11 est - 4 - logé dans un bottier 20 d'o partent les deux conduites 12 et 13 qui, suivant fig. cinq, se terminent au régulateur d'admis- sion de gaz. Le bottier 20 renferme la totalité du dispositif d'allumage et est fixé au bottier 7 du régulateur d'admission de gaz d'une façon non représentée. A l'intérieur, le bottier est muni d'un siège de soupape 21 qui coopère avec un obtu- rateur 22 qui par l'intermédiaire d'une tige 23 est commandé par un piston 24. Le siège de soupape met en communication en- tre elles les deux conduites 12 et 13. Parallèlement au siège de soupape est prévu un étranglement 25. Parallèlement au siè- ge de soupape et de l'étranglement est disposée une membrane 26 solidaire de la tige 23. Dans un compartiment 29 séparé du compartiment 28 par une paroi 27, est logé le piston 24, la pa- roi 27 comportant une traversée 30 qui ne doit pas être abso- lument étanche à l'eau. Le piston coulisse dans le compartiment 29 de façon relativement étanche le long de la paroi intérieu- re du bottier, et présente un ou plusieurs orifices 31 qui, par l'effet des faces avant et arrière du piston, sont reliés hy- drauliquement entre eux. Sur ces orifices est appliqué un cou- vercle 32 qui se trouve sous l'action d'un ressort 33 s'appu- yant d'une part contre la paroi arrière 34 du bottier 20 et de l'autre contre le couvercle 32 de sorte que les orifices 31 sont fermés. Les espaces respectivement en aval et en amont des o- rifices 31 communiquent entre eux par unbipasse 35 dont la sec- tion peut être variée à l'aide d'une vis de réglage 36. Le dispositif d'allumage progressif fonctionne comme suit: Au moment o le robinet de prise d'eau 10 est ouvert, il y a écoulement d'eau à travers la conduite 6 et la chambre 14, le venturi 19, l'échangeur de chaleur 2 et la conduite 9 pour alimenter l'utilisateur. Dans la chambre 14, il règne toujours une surpression, la chambre 15 subissant une dépression, puis- qu' elle est vidée par l'effet du rétrécissement du venturi, ce qui se fait d'abord rapidement, les conduites 12 et 13 étant en communication entre elles d'une part par l'effet de l'étrangle- ment 25, de l'autre par la soupape 22, 21 ouverte en position de repos, puisque le ressort 33 pousse alors aussi bien le pis- ton 24 que l'obturateur 22 en position ouverte. Mais la diffé- rence de pression entre les conduites 12 et 13 par suite du pré- lèvement d'eau commence à se répercuter sur la membrane 26 qui imprime à l'obturateur 22 un mouvement de fermeture. La section du siège de soupape 21 diminue ainsi continuellement de sorte à provoquer, dès l'ouverture du robinet de prise d'eau, un é- tranglement qui s'accroit en fonction linéaire. Ce fonctionne- ment est représenté à la fig. quatre suivant laquelle l'ouver- ture du robinet se produit au moment tl donnant lieu à un dé- bit à travers le siège de soupape suivant la première courbe 39 jusqu'au moment t2 o l'obturateur 22 a atteint le siège 21 et le ferme de sorte que le débit ne s'écoule plus qu'à travers la section de l'étranglement 25, suivant la courbe 38. L'éva- cuation de la chambre 15 entraîne une montée de la membrane et par là de la tige 18, ce qui fait ouvrir la soupape à gaz cor- respondant à la courbe 39 de sorte que le débit de gaz alimen- -6 - tant le brûleur part de zéro pour arriver à une valeur Q1. Le chauffe-eau ou le brûleur ou la soupape peuvent être réglés de sorte que la valeur Q1 corresponde au débit de gaz nécessaire pour faire allumer le brûleur sur la totalité de sa surface. Un débit plus faible entraîne le risque d'une combustion incom- plète, un débit trop grand, celui d'une combustion intempesti- ve par suite de l'allumage d'une trop grande quantité de gaz. Par la suite, le fonctionnement n'est plus déterminé que par l'étranglement 25 qui fait augmenter lentement le débit de gaz Jusqu'à la valeur Q2, à peu près au moment t3, suivant la cour- be 38. Ce qui importe c'est que l'angle de pente de la courbe 39 peut être influencé par la forme de l'obturateur. Il en est de même pour l'angle de pente de la courbe 38, lequel est fonction de la section de l'étranglement 25. Si l'on prévoit ici un or- gane réglable, on peut sans difficultés le faire varier. On peut aussi déterminer le moment t2 en fonction de la section de la conduite 29 dégagée plus ou moins par la vis de réglage 36. Il est ainsi possible de régler et d'adapter de façon uni- verselle le dispositif d'allumage progressif aux caractéristi- ques de l'appareil et du gaz. Dans l'exemple de réalisation de la fig. trois, le ressort 33 ne s'appuie pas directement contre la face arrière 34 du boî- tier 20, mais contre un rebord 37 du piston 24. Ainsi, ce res- sort n'agit plus qu'en tant que ressort de rappel du couvercle 32 sans l'obturateur de sorte que l'on peut prévoir ici un deu- - 7 - xième ressort, ce qui profite aux possibilités de réglage. L'exemple de réalisation de la fig. six vise notamment à faciliter le raccordement de l'ensemble du dispositif d'allu- mage au régulateur d'admission de gaz. Il est prévu à cet ef- fet un tenon cylindrique 40 muni d'un filetage 41. La condui- te 12 le perce axialement dans son centre, la conduite 13 dé- bouchant par contre dans une gorge 42 sur le pourtour dudit te- non. Il est ainsi possible de visser l'ensemble du bottier 20 dans un taraudage approprié du bottier 7 et de faire communi- quer ainsi les canalisations avec les conduites 12 et 13. Sur l'exemple de réalisation suivant la fig. deux, il est prévu aussi deux ressorts 33 et 43, le piston 24 coulissant a- xialement sur la tige 23. Dans l'exemple de réalisation suivant la fig. trois, le ressort de rappel 33 agissant sur le couvercle 32 est logé dans le piston 24 et s'appuie contre un rebord 37, le ressort 43 s' appuyant sur la face extérieure de ce rebord. Pour réduire le frottement du piston 24, celui-ci.-coulisse dans une douille en plastique logée dans un évidement du bot- tier 20. Revendications 1. Dispositif d'allumage progressif pour un chauffe-eau à gaz muni d'un régulateur d'admission de gaz logé dans un boî- tier et agissant sur une soupape à gaz, avec une chambre hp et une chambre bp, séparées entre elles par une membra- ne, la chambre bp étant reliée d'une part au réseau de dis- tribution d'eau et d'autre part, par l'intermédiaire d'un venturi, à un échangeur de chaleur, une conduite avec un étranglement reliant la section rétrécie du venturi à la chambre bp, caractérisé par le fait que le dispositif d'al- lumage progressif (11) a une caratéristique (38, 3.9) cor- respondant à la fonction (Q = f(t)) et présentant un cou- de, Q représentant le débit de gaz en m3 sec-1, et t le temps en sec. 2. Dispositif d'allumage progressif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est accolé au bottier (7) du régulateur d'admission de gaz (8) de façon amovible. 3. Dispositif d'allumage progressif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que le bottier (20) du dispo- sitif d'allumage progressif (11) comporte un tenon cylin- drique (40) muni d'un filetage (41), avec un alésage cen- tral faisant fonction de conduit de raccordement (12), et une gorge périphérique (42) ayant la même fonction. 4. Dispositif d'allumage progressif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les deux conduits de raccordement communiquent entre eux par un siège de sou- pape (21) avec un obturateur (22) et, en parallèle, un é- tranglement (25), réglable, l'obturateur, ouvert si la pression est nulle, étant commandé par une membrane (26) qui, sous l'effet d'une pression différentielle, déplace l'obturateur en direction du siège de soupape. 5. Dispositif d'allumage progressif suivant la revendication 1, 2 o 4, caractérisé par le fait qu'il est prévu une douille en matière plastique servant de surface de glis- sement (44) pour le piston (24), et logée dans un évide- ment du bottier.