Brevet FR2585452A1 — publié le 19870130

L'invention se rapporte à une veilleuse d'appareil à gaz du genre chauffe- eau ou chaudière et concerne plus précisément un dispositif d'injection à double débit destiné à assurer la purge rapide du méca- nisme gaz au moment de l'allumage. Dans les appareils du genre précité, on sait que l'utilisateur doit effectuer certaines opérations pour le mettre en marche. Il dispose à cet effet d'un méca- nisme de commande à bouton poussoir qui lui permet d'une part d'actionner une tige de commande ouvrant un clapet d'admission du gaz à l'appareil et permettant l'allumage de la veilleuse, et d'autre part d'armer le dispositif de sécu- rité thermoélectrique qui maintient ce clapet d'admission ouvert tant que la veilleuse fonctionne normalement. Quand l'utilisateur relâche sa pression, après cette première phase d'armement, l'appareil est prêt à fonctionner. En- suite comme on le sait, dès qu'un puisage d'eau est effec- tué ou qu'un appel de calories est demandé par le circuit chauffage, la membrane différentielle du mécanisme eau se déplace dans le sens de l'ouverture d'un second clapet d'admission du gaz aux brûleurs. Cette opération de mise en marche, après un arrêt prolongé de l'appareil, est cependant assez labo- rieuse car le gaz qui se trouve dans le mécanisme finit par se dissiper dans l'atmosphère et il est remplacé par de l'air si bien qu'il est difficile d'allumer la veilleuse sans maintenir le bouton-poussoir enfoncé pendant un temps relativement long. Cette opération est encore plus délicate quand le gaz utilisé est du propane ou du butane car l'ori- fice de l'injecteur de veilleuse est très petit et l'air contenu dans l'appareil met encore plus longtemps à s'échap- per. Pour éviter cet inconvénient il faut donc prévoir un système qui permette de purger rapidement le mé- canisme de l'air qu'il contient, quand on effectue la mise en marche de l'appareil. On connaît à cet effet un dispositif de pur- ge rapide dans lequel le bouton-poussoir de mise en route de l'appareil commande simultanément l'admission du gaz dans le conduit en dérivation pour la purge rapide de l'air contenu dans le mécanisme, et la mise sous tension de l'allumeur de cette veilleuse, comme décrit dans la demande de brevet n0 80 19 489 au nom de la Demanderesse. Ce conduit de dérivation de plus grand dia- mètre débouche dans le tube de veilleuse de telle sorte que le mécanisme étant purgé, le gaz remplace l'air dans le tube et ne s'écoule pas dans le local. Cette disposition présente toutefois un inconvénient dû au fait que pendant la phase de purge, l'air puis le mélange air-gaz qui débouche avec une certaine vitesse dans le tube de veilleuse, heurte la paroi opposée de celle-ci, a tendance à refouler au moins partiel- lement vers le bas et perturber ainsi l'émission normale du gaz par l'injecteur principal pouvant empêcher l'allumage correct de la veilleuse. L'invention permet d'éviter cet inconvénient en proposant un système d'injection à double débit à l'entrée du tube de veilleuse, grâce auquel le jet de gaz émis par l'injecteur principal et le jet de mélange gazeux de l'injec- teur de purge se déplacent vers l'orifice de veilleuse sans risque de refoulement. Selon l'invention, le dispositif d'injec- tion à double débit est constitué d'un injecteur principal dont l'orifice est approprié pour fournir le débit de gaz et entraîner l'air primaire nécessaire à la combustion nor- male d'une flamme de veilleuse, d'un injecteur additionnel, dont l'orifice est plus important que celui de l'injecteur principal, et qui est incliné par rapport à ce dernier, et d'un mélangeur coiffant les deux injecteurs raccordé à sa partie supérieure au tube de veilleuse, et réalisé de façon à favoriser par effet de paroi le transfert du mélange air-gaz vers l'orifice de ladite veilleuse. D'autres caractéristiques particulières et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la des- cription qui va suivre d'une forme de réalisation en référen- ce au dessin annexé qui représente une vue en coupe du dispo- sitif d'injection à double débit. Le mécanisme de commande et d'admission gaz 1 distribue le gaz, selon la position du bouton-poussoir non représenté, vers le conduit d'alimentation 2 de l'injec- teur principal 3, ou bien en plus vers un conduit de dériva- tion 4 muni d'un injecteur additionnel 5. Le conduit 2 des- tiné à fournir le mélange gazeux nécessaire au fonctionnement normal de la veilleuse est dans l'axe AA' du tube de veilleu- se 6 conduisant à la sortie de flamme non représentée. La partie terminale du conduit de dérivation 4 est inclinée sur l'axe AA' d'un angle c( compris entre 25 et 40 . Les deux jets gazeux émis par les injecteurs 3 et 5 convergent donc en un point B. L'injecteur principal 3 dispose d'un petit orifi- ce d'injection 7, compatible avec le gaz utilisé. L'injecteur additionnel 5 possède par contre un orifice d'injection 8 de diamètre nettement supérieur à l'autre. Un mélangeur 9 coiffe les deux injecteurs 3 et 5 et se raccorde à son autre extrémité au tube de veil- leuse 6. Ce mélangeur est essentiellement constitué d'une section haute CD cylindrique et centré sur l'axe AA' du con- duit d'alimentation 2, d'une section intermédiaire conver- gente DE de forme conique dont la paroi est cylindrique au voisinage de l'axe AA', mais conique du côté du conduit de dérivation 4 entre le niveau du point de convergence B et l'injecteur 5 et axée sur l'axe BB'. Enfin la section infé- rieure EF du mélangeur 9 présente par rapport à la section intermédiaire DE un évasement vers l'extérieur qui élargit l'angle d'ouverture inférieure entre le mélangeur et l'air ambiant. On notera que préférentiellement l'injecteur prin- cipal 3 est à l'extérieur de la base FF' du mélangeur et qu'au contraire l'injecteur additionnel pénètre à l'inté- rieur dudit mélangeur. La base FF' du mélangeur est légèrement inclinée et plus haute du côté de l'injecteur additionnel 5. Au moment de l'allumage de l'appareil après un arrêt prolongé, le mécanisme de commande et d'admission gaz 1 autorise l'ouverture du conduit d'alimentation 2 et du conduit de dérivation 4. L'air puis un mélange air-gaz sor- tent du mélangeur 9 simultanément par les deux injecteurs 3 et 5. Le diamètre de l'orifice 8 étant plus grand que celui de l'orifice 7, le débit sera beaucoup plus important par l'injecteur additionnel 5, ce qui aura pour effet de purger rapidement le mécanisme. La paroi de la section convergente DE étant parallèle à l'axe BB' du tube de dérivation, le jet combustible formé par l'ensemble du gaz émis par cet injec- teur 5 et de l'air qu'il entraîne, se propage le long de la paroi, s'attache à elle, et suit son tracé au-delà du coude D, en raison de la zone dépressionnaire qui se forme juste après le coude D. De plus, son évacuation dans la cheminée est favorisée par le jet combustible formé par l'ensemble du gaz émis par l'injecteur 3 et de l'air qu'il entraîne. En effet, ce jet combustible qui se propage à plus grande vites- se que le premier renforce ce dernier par effet de quantité de mouvement; il l'oblige à se propager dans la direction voulue et le bloquer dans la direction inverse. Le système est donc un amplificateur en terme de fluidique. Il ne peut donc en aucun cas, à condition de respecter les positions et angles décrits, y avoir refoulement vers la base du mélan- geur. Parallèlement, l'allumeur électrique est mis sous-ten- sion. Après quelques secondes, l'air se purgeant, le mélange air-gaz s'enrichit en gaz et la veilleuse s'allume. Le débit fourni par l'injecteur 5 étant important, la proportion de gaz sortant du tube 6,par rapport à la proportion d'air du mélange donne une flamme allongée et jaune que l'utilisateur remarque aisément. En relâchant le bouton poussoir du méca- nisme, il interrompt le passage du gaz vers le conduit de dérivation 4, et le seul débit alors admis à la veilleuse provient de l'injecteur 3. Celui-ci,disposé au-dessous de la base FF' du mélangeur 9, peut donc entraîner suffisamment d'air primaire pour une combustion parfaite de la flamme de la veilleuse. Par contre, on remarque que l'injecteur 5 plus haut que l'injecteur principal 3 pénètre légèrement dans la base FF' du mélangeur pour que le jet gazeux émis conserve une vitesse suffisante inférieure néanmoins à celle du jet émis par l'injecteur 3, peu ralentie par un entrainement d'air important et favorise l'effet d'attachement à la paroi; dans ce cas, sa combustion avec un défaut d'air primaire en- trainé est sans importance puisque son rôle est d'assurer une purge correcte du mécanisme. L'évasement EF pratiqué à la base du mélan- geur 9 ouvre davantage l'ouverture inférieure et permet l'en- traînement d'une petite quantité d'air ambiant, juste suffi- sante pour transformer le jet gazeux en un jet combustible. Cette conception de dispositif d'injection à double débit est très simple à réaliser puisque la pièce 9 s'intercale facilement en amont du tube de veilleuse et que le conduit de dérivation 4 est réalisé comme un porte-injec- teur aisément adaptable au mécanisme 1. R E V E N D I C A T I 0 N S 1.- Dispositif d'injection à double débit pour veilleuse d'appareil à gaz du genre chauffe-bains ou chaudières comportant un mécanisme de commande et d'admission gaz permettant l'ouverture d'un conduit de dérivation destiné à la purge rapide de l'air qu'il contient, et comportant un conduit d'alimentation en gaz de cette veilleuse muni d'un injecteur principal correspondant au gaz utilisé, caractérisé par le fait que l'extrémité du conduit de dérivation est munie dun injecteur additionnel 5 dont l'orifice 8 est de plus grand diamètre que celui de l'injecteur principal 3, qu'elle est inclinée par rapport à l'axe AA' du conduit d'alimentation 2 de l'injecteur principal 3, et que les deux injecteurs 3 et 5 sont coiffés d'un même mélangeur 9 devenant cylindrique sensi- 1S blement au-dessus du point de convergence B de l'axe des deux conduits 2 et 4, et se raccordant au tube de veilleuse 6. 2.- Dispositif d'injection selon la revendica- tion 1, caractérisé par le fait que l'extrémité du conduit de dérivation 4 est inclinée sur l'axe AA' d'un angle ci compris entre 25 et 400. 3.- Dispositif d'injection selon la revendica- tion 1, caractérisé par le fait que la section intermédiaire du mélangeur 9 est cylindrique au voisinage de l'axe AA' du conduit d'alimentation 2 et conique au voisinage de l'axe BB' du conduit de dérivation 4. 4.- Dispositif d'injection selon les revendi- cations 1 et 3, caractérisé par le fait que la section infé- rieure EF du mélangeur 9 présente un évasement vers l'extérieur par rapport à la section intermédiaire DE. 5.- Dispositif d'injection selon les reven- dications 1 et 3 caractérisé par le fait que l'injecteur ad- ditionnel 5 débouche à un niveau plus élevé que l'injecteur principal 3 au moins au niveau de la base FF' du mélangeur 9. 6.- Dispositif d'injection selon les reven- dications 1 et 5 caractérisé par le fait que la base FF', du mé- langeur 9 est légèrement inclinée et plus haute du côté de l'injecteur additionnel 5.