Brevet FR2624260A1 — publié le 19890609

La présente invention concerne un appareil de chauffage à gaz, en particulier un appareil du type chauffeeau ou chauffe-bain chauffant l'eau à son passage à travers l'appareil lors d'un appel d'eau chaude par un consommateur. De tels appareils comportent en général un brûleur principal, dont l'alimentation est commandée par des moyens sensibles au débit dans le circuit d'eau chaude, une veilleuse alimentée en permanence et en particulier lorsque le brûleur principal n'est pas alimenté, et un thermocouple qui est placé sous influence thermique de la veilleuse pour fermer une électro-vanne d'alimentation du brûleur principal et de la veilleuse lorsqu'il détecte une température inférieure à un seuil prédéterminé. Pour arrêter l'appareil, on coupe l'alimentation en gaz. Pour la remise en fonctionnement, il faut d'une part établir, à l'encontre de moyens de rappel, un circuit d'alimentation de la veilleuse et d'autre part enflammer le gaz qui s'enéchappe, par exemple au moyen d'un allumeur piézo-électrique. Dès que la veilleuse a réchauffé le thermocouple, celui-ci assure le maintien de l'alimentation du brûleur principal et de la veilleuse et il est donc possible de relâcher le bouton de mise en service, et de puiser de l'eau chaude. Ce type d'appareil présente un risque d'accident pendant l'intervalle de temps, qui est d'environ 30 secondes, pendant lequel le thermocouple est encore chaud après que l'utilisateur a fait disparaitre la flamme de veilleuse en actionnant le bouton arrêt. En effet, si pendant ce laps de temps l'utilisateur fait une fausse manoeuvre consistant à remettre le bouton en position de marche normale sans actionner l'allumeur piézoélectrique,du gaz va être débité sans combustion par la veilleuse. Plus grave, si au même moment, le circuit d'eau chaude débite de l'eau, c'est même le brûleur principal qui pourra débiter du gaz pendant 30 secondes sans combustion. Le danger est le même dans un autre système connu, dans lequel le bouton d'arrêt de l'appareil commande un interrupteur placé sur le circuit du thermocouple. Lorsqu'on actionne le bouton, le manque de courant dans le circuit du thermocouple provoque aussitôt la fermeture de l'électrovanne. Ce système n'empêche pas de remettre le bouton en position marche. Ceci referme le circuit du thermocouple. Si celui-ci est encore chaud, la veilleuse est alimentée et le brûleur principal peut l'être s'il y a appel d'eau chaude dans le circuit eau chaude. Dans le cadre du premier système connu décrit plus haut, on a parfois prévu des moyens empêchant de remettre l'appareil en position de marche normale tant que l'électrovanne commandée par le thermocouple n'est pas passée en position de fermeture. Ce système est délicat car les moyens relativement fragiles qui détectent la position de l'électrovanne doivent commander un verrouillage robuste capable de s'opposer aux efforts relativement importants que l'utilisateur est susceptible d'appliquer au bouton de commande. Le but de l'invention est ainsi de proposer un appareil de chauffage à gaz muni de moyens très simples et très fiables pour éviter tout risque d'accident juste après que l'appareil a été mis en position arrêt. Suivant l'invention, l'appareil de chauffage à gaz comprenant un détecteur thermique influençable par la chaleur de combustion et relié fonctionnellement à une vanne d'arrêt pour couper l'alimentation en gaz lorsque ledit détecteur détecte une température inférieure à un seuil prédéterminé, et des moyens pour commander l'arrêt de l'appareil, est caractérisé en ce que les moyens pour commander l'arrêt de l'appareil comprennent des moyens pouvant être actionnés pour réduire l'influence de la combustion sur le détecteur thermique de manière que le détecteur thermique détecte une température inférieure au seuil et coupe l'alimentation en gaz. Pour arrêter l'appareil, on réduit l'influence de la combustion sur le détecteur thermique. Pendant ce temps, la combustion continue, par exemple à la sortie d'une veilleuse, mais le détecteur thermique se refroidit progressivement. Quand la température du détecteur passe endessous du seuil prédéterminé,le détecteur déclenche la coupure générale du circuit gaz. C'est seulement à ce momentlà que la combustion cesse. Si avant cet instant l'appareil est remis en position marche et/ou s'il y a appel d'eau chaude dans le circuit d'eau chaude (cas dçun chauffe-eau), aucun danger ne peut exister puisque la combustion n'est pas encore interrompue. Les moyens pour réduire l'influence de la combustion sur le détecteur thermique sont particulièrement simples à réaliser. En particulier, selon une version préférée de l'invention, ces moyens comprennent un écran mobile sélectivement interposable entre la flamme et le détecteur thermique. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs - la figure 1 est une vue de l'appareil en coupe selon le plan horizontal I-I des figures 2, 6 et 7 - la figure 2 est une vue partielle en coupe verticale selon le plan II-II des figures 1 et 6 - la figure 3 est une demi-vue analogue à la figure 1 lorsque l'appareil est en fonctionnement - la figure 4 est une vue analogue à la figure 2 en cours de puisage d'eau chaude ; - la figure 5 est une vue partielle analogue à la figure 3 lors de la mise en marche de l'appareil - la figure 6 est une vue partielle de face de l'intérieur de l'appareil, selon la flèche VI de la figure 7; - la figure 7 est une vue latérale de la région inférieure de l'appareil, selon la flèche VII de la figure 6, le boîtier étant coupé ; et - les figures 8 et 9 sont des vues analogues aux figures 6 et 7 respectivement, lorsque l'on vient d'appuyer sur le bouton arrêt. Dans le chauffe-eau représenté aux figures, le circuit gaz de l'appareil de chauffage comprend, à partir d'un raccord général d'arrivée 1, une électro-vanne 2 dont l'obturateur 3, lorsqu'il est appliqué sur son siège 4, coupe l'alimentation en gaz pour l'ensemble de l'appareil (figure 1). lorsque l'électro-vanne 2 est alimentée électriquement, elle écarte l'obturateur 3 de son siège 4 à l'encontre de l'effet d'un ressort de rappel 6, comme représenté sur la figure 3. Le raccord général d'arrivée 1 communique alors avec une chambre 7 qui, comme le montre la figure 4, communique sélectivement avec un départ 8 vers un brûleur principal de l'appareil par l'intermédiaire d'une soupape gaz 9 et d'un diaphragme 11. L'ouverture et la fermeture de l'obturateur 12 de la soupape gaz 9 est commandée par une tige 13 attelée à une membrane 14. De manière connue, la membrane 14 sépare dans le circuit eau chaude de l'appareil deux chambres. L'une d'elles, désignée par 16 est représentée aux figures 2 et 4. L'autre est représentée de l'extérieur en 15 aux figures 6 à 9, où l'on distingue également le classique robinet 20 (et/ou son axe 25) permettant de régler le débit maximal d'eau chaude et par conséquent la température minimale de l'eau chaude compte tenu de la puissance thermique de l'appareil. Dans les chambres 15 et 16 règnent des pressions égales en l'absence de débit d'eau chaude. Dans ce cas, l'obturateur 12 est appliqué sur son siège 17 (figure 2) et isole la chambre 7 du départ 8. Lorsque l'utilisateur ouvre un robinet d'eau chaude et provoque ainsi un débit dans le circuit, lesdites pressions présentent entre elles une différence dans le sens écartant l'obturateur 12 de son siège 17 à l'encontre de l'action d'un ressort de rappel 18. Le diaphragme li est un ajutage fixe dont le diamètre est choisi pour régler le débit de gaz en fonction des conditions locales de distribution (nature du-gaz, pression). L'ajutage 11 peut être obturé par un obturateur 19 porté face à lui par un soufflet 21 dans lequel règne une pression qui est fonction de la température de l'eau chaude produite. A cet effet, l'intérieur du soufflet communique par un capillaire 22 avec une capsule étanche qui est remplie d'un gaz approprié et qui est en contact thermique avec l'eau chaude produite. Ainsi, lorsque la température dépasse un seuil prédéterminé dans le circuit eau chaude, l'obturateur 19 s'applique contre le diaphragme 11 et interrompt ainsi l'alimentation en gaz du brûleur principal Ceci est une sécurité pour le cas où par exemple la soupape gaz 9 serait bloquée en position ouverte alors qu'il n'existe aucun débit d'eau chaude. Pour le montage facile du diaphragme 11, celui-ci est simplement retenu par le ressort de rappel 23 de l'obturateur 19. Pour passer du raccord général d'arrivée 1 à la chambre 7 (figures 1 et 3), le gaz traverse un passage 24 dont l'extrémité amont forme le siège 4 et l'extrémité aval constitue un autre siège 26 destiné à recevoir de manière étanche un obturateur 27 monté coulissant sur une tige de réarmement 28 fixée à un bouton poussoir dit "de réarmement" 29, apparent sur une face avant de l'appareil à travers un boîtier 31. L'obturateur 27 est fixé à une extrémité d'un ressort 32 dont l'autre extrémité est fixée à une collerette 33 elle-meme fixée à la tige de réarmement 28 du côté de l'obturateur 27 qui est opposé au siège 26. La tige de réarmement 28 présente l'opposé du bouton 29, une extrémité libre 34 qui fait face à l'obturateur 3 de l'électro-vanne 2. Lorsque l'appareil est à l'arrêt (figure 1), le bouton 29 est en position saillante, l'extrémité 34 est écartée de l'obturateur 3 et l'obturateur 27 est écarté du siège 26, tandis que, si l'arrêt a été commandé depuis au moins environ 30 secondes, l'obturateur 3 coupe l'alimentation en gaz vers le départ 8 et vers un conduit de veuilleuse 37 qui débouche dans le passage 24 entre les sièges 4 et 26. Un bouton arrêt 38, situé à côté du bouton de réarmement 29, est enfoncé et retenu dans cette position par une lame de ressort 39 (figures 1 et 2) engagée dans un évidement 41 du bouton 38 à travers une lumière 42 que présente un puits 43 de guidage du bouton 38. Le rôle du bouton 38 seà explicité plus loin. Comme on le distingue à la figure 1, la lumière 42 chevauche les boutons 29 et 38, et la lame de ressort 39 fait de même. De plus, le bouton 29 présente lui aussi un évidement 41 mais celui-ci est positionné de manière à accueillir l'extrémité rentrante de la lame de ressort 39 lorsque le bouton 29 est en position saillante (figure 1), de manière que le verrouillage du bouton 38 en position enfoncée ne soit possible que si le bouton 29 est en position saillante. Pour mettre l'appareil en fonctionnement, l'utilisateur appuie sur le bouton 29. Le bord de l'évidement 41 de ce bouton chasse la lame de ressort 39 vers l'extérieur. Ceci déverrouille le bouton 38 qui, sous l'effet d'un ressort de rappel 43, est rappelé en position de repos, ou position saillante. De plus, le mouvement du bouton 29 est transmis à la collerette 33 (figure 5) qui applique l'obturateur 27 contre son siège 26 moyennant compression du ressort 32, à la suite de quoi l'extrémité libre 34 de la tige 28 repousse l'obturateur 3 et l'écarte de son siège 4 à l'encontre de l'effet d'un ressort de rappel 36. Ainsi, le raccord général d'arrivée 1 communique avec le conduit de veilleuse 37 qui part du passage 24 entre les sièges 4 et 26. Par contre le départ 8 vers le brûleur principal est fermé par l'oburateur 27. Alors qu'il maintient le bouton de réarmement 29, dans la position enfoncée représentée à la figure 5, l'utilisateur appuie en même temps sur un troisième bouton 44 qui commande un dispositif de production d'étincelles au voisinage du brûleur de veilleuse. On voit à la figure 6 le brûleur principal 46, le brûleur de veilleuse 47 et le dispositif de production d'étincelles 48. Le brûleur de veilleuse 47 comporte trois sorties, à savoir une sortie 49 de propagation de la flamme au brûleur principal 46, une sortie 51 directement exposée à l'action du dispositif de production d'étincelles 48 et une sortie 52 destinée à influencer thermiquement un thermocouple 53 dont le courant de sortie commande l'électro-vanne 2. Le bouton d'arrêt 38 est couplé à des moyens pour isoler thermiquement l'un de l'autre la veilleuse 47 et le thermocouple 53. Comme le montrent les figures 6 et 7, ces moyens sont constitués par un écran 54 mobile entre une position de dégagement représentée aux figures 6 et 7 et une position active représentée aux figures 8 et 9. En position active (figures 8 et 9), l'écran 54 est interposé entre le thermocouple 53 et la sortie 52 que comporte la veilleuse 47 pour influencer le thermocouple 53. De plus, dans cette position active, l'écran 54est adjacent à la sortie 52.et obture sensiblement cette dernière, ce qui fait disparaître la flamme à ladite sortie 52, mais non aux deux autres sorties 49 et 51 de la veilleuse 47. En position de dégagement (figures 6 et 7), l'écran 54 est écarté de l'intervalle situé entre la sortie 52 et le thermocouple 53, ce qui permet à une flamme de se former à la sortie 52 et d'influencer le thermo-couple 53 lorsque l'appareil est en fonctionnement. L'écran 54 est mobile entre les deux positions précitées par pivotement dans son propre plan autour d'un axe défini par deux griffes 56 engagées dans une lumière 57 d'une platine 58 à laquelle sont notamment fixés la veilleuse 47, le dispositif de production d'étincelles 48 et le thermocouple 53. L'écran 54 est formé d'une seule pièce avec une queue de commande 59 dont l'extrémité libre est engagée dans un évidement 61 d'une rallonge 62 solidaire du bouton d'arrêt 38. Ainsi, le déplacement du bouton 38, déplacement dont la direction est horizontale et perpendiculaire à l'axe également horizontal de pivotement de l'écran 54, provoque le pivotement de l'écran 54 autour dudit axe. L'écran 54 et la queue de commande 59 sont réalisés d'une seule pièce en tôle qui présente un épaulement 63 d'où partent les griffes 56. Le montage est tel que l'écran 54 est en position de dégagement lorsque le bouton 38 est en position saillante (figure 3), et se trouve en position active lorsque le bouton 38 est en position enfoncée (figure 1). Le mouvement du bouton 38 ne commande que l'écran 54. En particulier, le bouton 38 ne commande directement aucun clapet d'alimentation du brûleur principal 46 ou de la veilleuse 47. Du reste, le trajet d'alimentation de la veilleuse n'est commandé que par l'électro-vanne 2. Aucun autre clapet n'est prévu en aval de celle-ci dans le conduit 37. Le fonctionnement de l'appareil qui vient d'être décrit est le suivant. Lorsque l'appareil est hors service, la situation est celle représentée aux figures 1, 2, 8 et 9. En particulier, l'électro-vanne 2 est en position de fermeture car le thermocouple 53 est à une température inférieure à son seuil prédéterminé. Le bouton 38 est maintenu enfoncé par le ressort 39, de sorte que l'écran 54 est interposé entre la sortie de la veilleuse 52 et le thermocouple 53. Pour la mise en route, l'utilisateur appuie sur le bouton de réarmement 29 de manière à forcer l'ouverture de l'électro-vanne 2 à l'encontre de l'action du r-essort 36 de manière à alimenter la veilleuse 47 tandis que l'obturateur 27 fait obstacle à l'alimentation du brûleur principal 46. En même temps, l'utilisateur actionne le bouton 44 de manière à enflammer le gaz s'échappant de la veilleuse 47 et en particulier de sa sortie 51. La flamme se propagé aux sorties 49 et 52. En effet, en ce qui concerne la sortie 52, l'enfoncement du bouton 29 a provoqué le retour automatique du bouton 38 et par conséquent le passage de l'écran 5-4 en position de dégagement.L'utilisateur maintient le bouton 29 enfoncé pendant le court laps de temps nécessaire pour que le thermocouple 53 prenne une température supérieure à son seuil prédétermine et commande ainsi 12 maintien de l'*lectro-var.ne 2 en position d'ouverture. L'utilisateur relâche alors le bouton 29 de manière à permettre au gaz d'atteindre la soupape gaz 9 qui, comme on l'a vu, ouvre automatiquement le trajet du gaz vers le brûleur principal en cas de consommation d'eau à travers le circuit d'eau chaude. Pendant le fonctionnement de l'appareil, les trois boutons 29, 38 et 44 sont en position saillante. La combustion est permanente à la sortie de la veilleuse 47. En cas de débit à travers le circuit d'eau chaude, la soupape gaz 9 s'ouvre et la combustion est propagée au brûleur principal 46 à partir de la sortie 49 de la veilleuse 47. Pour arrêter l'appareil, l'utilisateur enfonce le bouton 38 tout en laissant les boutons 29 et 44 en position saillante. Ce mouvement du bouton 38 amène l'écran 54 dans la position active représentée aux figures 6 et 7 dans laquelle il fait disparaître la flamme à la sortie 52 de la veilleuse. Cependant, le thermocouple 53 ne se refroidit pas instantanément et il maintient donc le trajet d'alimentation de la veilleuse ouvert. I1 est a priori peu logique qu'une consommation d'eau soit détectée à travers le circuit d'eau chaude alors que l'utilisateur vient de faire le nécessaire pour arrêter l'appareil. Toutefois, si une telle consommation a lieu, le brûleur principal 46 est alimenté à travers la soupape 9 et le gaz sortant du brûleur principal 46 est enflammé par la sortie 49 comme si le bouton 39 était en position saillante. Cependant, le thermocouple 53 n'est plus réchauffé par la sortie 52 de la veilleuse et, au bout des 30 secondes précitées, sa température franchit vers le bas le seuil prédéterminé. A ce stade, le thermocouple 53 commande la fermeture de l'électro-vanne 2 qui interrompt l'alimentation en gaz vers la veilleuse et le cas échéant vers le brûleur principal, lesquels s'*teignent faute de gaz. Dès cet extinction, tout est prêt pour une remise en marche immédiate sans aucun risque. Autrement dit, aucune précaution particulière n'est à prendre, et aucun risque particulier ne découle du fait que la remise en marche a lieu immédiatement après l'actionneur du bouton 39 ou encore immédiatement après l'extinction. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit et représenté. En particulier, les moyens pour isoler thermiquement l'un de l'autre la veilleuse et le détecteur thermique pourraient être des moyens pour éloigner l'un de l'autre la veilleuse et le détecteur thermique. Les moyens pour commander l'appareil pourraient être très différents, par exemple du type à bouton rotatif unique dont diverses positions angulaires commandent respectivement le réarmement, l'allumage, l'arrêt, et la marche normale. L'invention est applicable à tout type d'appareil de chauffage à gaz comportant un thermocouple pour assurer la sécurité à l'égard des manques de combustion. REVENDICATIONS 1. Appareil de chauffage à gaz comprenant un détecteur thermique (53) influençable par la chaleur de combustion et relié fonctionnellement à une vanne d'arrêt (2) pour couper l'alimentation en gaz lorsque ledit détecteur détecte une température inférieure à un seuil prédéterminé, et des moyens pour commander l'arrêt de l'appareil, caractérisé en ce que les moyens pour commander l'arrêt de l'appareil comprennent des moyens (54) pouvant être actionnés pour réduire l'influence de la combustion sur le détecteur thermique (53) de manière que le détecteur thermique détecte une température inférieure au seuil et coupe l'alimentation en gaz. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pouvant être actionnés pour réduire l'influence de la combustion comprennent un écran mobile (54), sélectivement interposable entre la flamme et le détecteur thermique (53). 3. Appareilselon la revendication 2, caractérisé en ce que, dans une position active, l'écran (54) se positionne entre le détecteur thermique (53) et une sortie de gaz (52) dirigée vers le détecteur thermique (53), et obture sensiblement ladite sortie de gaz (52). 4. Appareil selon la revendication 1, comprenant un brûleur principal (46) et une veilleuse (47), laquelle influence le détecteur thermique (53), caractérisé en ce que les moyens pouvant être actionnés pour réduire l'influence de la combustion sont des moyens (54) pour réduire l'influence sur le détecteur thermique (53) de la combustion à une sortie (52) de la veilleuse (47). 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens pouvant être actionnés pour réduire l'influence de la combustion comprennent un écran mobile (54), sélectivement interposable entre le détecteur thermique (53) et ladite sortie (52) de la veilleuse (47). 6. Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce que la veilleuse (47) comprend au moins deux sorties (49, 51, 52), à savoir ladite sortie (52) dirigée vers le détecteur thermique (53) et une autre sortie (49, 51) dirigée dans une autre direction, et en ce que l'écran (54) lorsqu'il est interposé entre le détecteur thermique (53) et la sortie (52) dirigée vers le détecteur thermique (53), obture sensiblement la sortie (52) dirigée vers le détecteur thermique (53).