Brevet FR2663251A1 — publié le 19911220

La présente invention concerne un fer à souder à gaz combustible du genre propane ou butane destiné aux travaux de soudage exécutés par les couvreurs, zingueurs, ferblantiers et autres professions. Constitués d'une panne en cuivre massif, d'un brûleur et d'une poignée pourvue d'un robinet de réglage de l'admission du gaz, les fers à souder actuellement connus et utilisés par les professionnels depuis plusieurs années présentent toujours certains inconvénients. L'injecteur du gaz, les orifices d'admission de l'air primaire et la chambre de mélange sont intégrés dans une sorte de tube fixé sur le corps de chauffe du brûleur, lequel présente un orifice d'évacuation des gaz de combustion qui assure également une entrée d'air secondaire débouchant directement dans la chambre de combustion. Ainsi l'allumage ne peut être obtenu que de l'extérieur par l'orifice d'évacuation des gaz en utilisant un accessoire tel qu'un allumeur à pierre ou un briquet.L'opération est parfois difficile à réaliser, c'est le cas lorsque l'opérateur se trouve dans un lieu exposé au vent qu'il soit au sol ou sur un toit. De plus, le mode de fixation de la panne dans le corps de chauffe est tel que dans la chambre de combustion, seule la partie médiane de la queue de la panne est chauffée efficacement par la flamme naissant dans l'axe de l'injecteur. La montée en température de l'extrémité de ladite panne est donc toujours assez lente car la quantité de chaleur nécessaire lui est transmise uniquement par conduction à travers sa section droite. Le fer à souder selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients. Le fer à souder objet de l'invention comprend une bougie d'allumage reliée à un allumeur piezoélectrique qui permet d'enflammer directement dans la chambre de combustion le mélange air-gaz arrivant de la chambre de mélange par un canal incliné dont l'axe est orienté de façon à ce que la flamme naissant à sa sortie puisse chauffer la base de la queue de la panne pour obtenir une montée rapide en température de l'extrémité de cette dernière. Un des avantages de ce fer à souder est de permettre à l'opérateur de travailler en plein air même dans des conditions atmosphériques difficiles. Dans ce qui suit, l'invention est exposée en détail à l'aide de dessins représentant seulement un mode d'exécution donné à titre d'exemple non limitatif La figure 1 est une vue d'ensemble du fer à souder à allumage piezoélectrique selon l'invention dans laquelle seules la poignée et la clavette d'immobilisation du câble haute tension sont présentées en coupe. La figure 2 est une vue en coupe longitudinale de la lance de ce fer à souder pourvue d'une panne en cuivre massif. La figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne A-A de la queue de la panne dudit fer à souder. En se reportant à la figure 1, on voit que le fer à souder à allumage piezoélectrique est constitué d'une lance et d'un manche comprenant un allumeur (1), un câble (2) haute tension immobilisé par une clavette (3), et une poignée (4) traversée par un tube de liaison (5) portant à l'arrière un mamelon (6) de raccordement à une source de gaz et à l'avant un robinet de commande (7) sur lequel vient se monter le brûleur dont le corps de chauffe (8) porte au moyen d'un porte-bougie (11) une bougie (9) qui se trouve placée juste en face de l'extrémité (10) du câble haute tension. L'allumeur commandé par un bouton poussoir est un dispositif utilisant l'effet piezoélectrique pour créer une impulsion électrique à partir d'une action mécanique exercée sur un cristal de quartz ou sur un petit cylindre en titanate-zirconate de plomb.Les étincelles nécessaires à l'allumage jaillissent dans la chambre de combustion entre l'électrode de la bougie et la masse du corps de chauffe. Elles sont générées par les impulsions électriques parcourant le câble à haute tension (2) puis l'électrode de la bougie, le brûleur, le corps du robinet de commande et le tube de liaison qui ferme le circuit électrique en étant en contact avec la masse de l'allumeur. Le brûleur et la panne (26) forment l'ensemble appelé lance lequel est fixé sur le robinet du manche du fer à souder au moyen d'un écrou (13) prisonnier de l'injecteur (18) qui permet lors du montage d'amener le centre du téton (12) de la bougie en face de l'extrémité (10) du câble haute tension en faisant coincider les plans de symétrie de la lance et du manche. La figure 2 représente une vue en coupe de la lance du fer à souder avec une augmentation d'échelle d'un tiers. On constate que le porte bougie (11) implanté par vissage à la base du corps de chauffe du brûleur maintient ladite bougie suivant un axe parallèle à l'axe (21) de l'orifice d'entrée dans lequel est vissé le corps (20) de la chambre de mélange (19) portant l'injecteur (18). La distance séparant ces deux axes est égale au diamètre de la queue de la panne (26). Le mélange combustible sortant de la chambre de mélange est envoyé dans la chambre de combustion (23) par le conduit (22) dont l'axe est incliné d'environ 250 par rapport à l'axe (21) de l'orifice d'entrée.Ainsi la flamme dard naissant dans la chambre de combustion à la sortie de ce conduit (22) se trouve orientée vers la partie basse de la queue de la panne (26) qu'elle chauffe directement. La base (25) de la partie cylindrique de la queue de la panne directement exposée à la flamme dard présente des cannelures (24) longitudinales de forme approximativement triangulaire destinées à augmenter la surface latérale de cette partie de la queue pour accroître le rendement de la transmission de chaleur de façon à obtenir une montée en température plus rapide de la partie active de la panne. Le corps de chauffe (8) étant une pièce métallique creuse dans laquelle se développe la flamme dard, il s'échauffe et cède au corps de la chambre de mélange et au porte-bougie, une partie du flux thermique qu'il reçoit des gaz en combustion et de sa partie en contact avec la panne. Le refroidissement du corps de la chambre de mélange est assuré par le passage du gaz et de l'air primaire traversant ladite chambre tandis qu'au niveau du porte-bougie (11) ce sont des gorges (16) annulaires extérieures qui en accroissant la surface latérale dudit portebougie assurent un refroidissement par l'air extérieur, lequel est nécessaire pour que le transfert de chaleur du corps (17) de la bougie vers le téton (12) reste à un niveau acceptable. La bougie est constituée par une longue électrode métallique filiforme (15) entourée par un corps en céramique (17) présentant une bonne résistance aux chocs thermiques tout en ayant les propriétés d'un bon isolant thermique et électrique. L'immobilisation en translation de cette bougie par rapport au porte-bougie (11) est obtenue par un sertissage effectué au niveau d'un épaulement (14) prévu à cet effet sur le pourtour du corps en céramique. La figure 3 montre la répartition régulière des cannelures (24) de la queue de la panne et la forme approximativement triangulaire de leur section par un plan perpendiculaire à l'axe de fixation de ladite queue. Le fer à souder objet de l'invention présente également un avantage non négligeable du point de vue fabrication, car le conduit (22) reliant la chambre de mélange à la chambre de combustion est un trou lisse obtenu par un simple perçage du corps de chauffe à l'aide d'un foret passant à travers l'ouverture réservée au montage de la panne. Cet orifice unique à paroi lisse remplace les 6 ou 7 orifices reliant habituellement ces deux chambres dans les fers à souder actuellement disponibles dans le commerce. Ce fer à souder est d'un emploi très pratique : après avoir raccordé le mamelon arrière (6) à une source de gaz adéquate, il suffit d'ouvrir le robinet (7) et d'exercer une pression sur le bouton poussoir de l'allumeur (1) pour obtenir l'inflammation du mélange combustible arrivant dans la chambre de combustion; car si le mélange s'enflamme au contact de l'étincelle jaillissant de l'électrode (15), la flamme remonte le mélange à travers la chambre de combustion jusqu'à l'endroit où la vitesse d'écoulement de ce mélange devient supérieure à la vitesse de propagation de ladite flamme, c'est-à-dire jusqu'à l'orifice de sortie du conduit (22) où elle s'accroche de façon stable et durable. Une fois que l'extrémité de la panne a atteint la température nécessaire pour effectuer le travail projeté, l'opérateur n'a plus qu'à réduire au moyen du robinet (7) le débit du gaz pour l'ajuster à la valeur nécessaire au maintien de ladite température. Ce fer à souder aéro-gaz à allumage piezoélectrique est particulièrement destiné aux couvreurs-zingueurs pour réaliser des opérations de soudage à l'étain. n peut être également employé par les plombiers chauffagistes et les ferblantiers à la place d'un chalumeau lorsque le chauffage direct à la flamme présente trop d'inconvénients. REVENDICATIONS I Fer à souder aéro-gaz comprenant un brûleur et une panne en cuivre massif (26) formant un ensemble appelé lance qui est fixé sur un manche, caractérisé en ce que dans ledit manche se trouve un allumeur piezoélectrique, lequel commandé par un bouton poussoir produit des impulsions électriques qu'un câble haute tension (2) transmet à une électrode (15) d'une bougie d'allumage (9) pour générer des étincelles dans le brûleur. 2 Fer à souder selon la revendication 1 caractérisé en ce que la bougie d'allumage (9) se trouve placée à la base du corps de chauffe (8) du brûleur, sous la chambre de mélange (19) et parallèlement à cette dernière. 3 Fer à souder selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que les axes de la chambre de mélange et de la bougie d'allumage sont des axes parallèles distants l'un de l'autre d'une longueur égale au diamètre de la queue de la panne. 4 Fer à souder selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que la flamme dard naissant à la sortie du conduit (22) reliant la chambre de mélange à la chambre de combustion (23) chauffe la partie basse de la queue de la panne. 5 Fer à souder selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que dans le corps de chauffe du brûleur l'axe du conduit (22) d'introduction du mélange combustible dans la chambre de combustion est incliné par rapport à l'axe (21) de l'orifice d'entrée dans lequel est vissé suivant le même axe le corps (20) de la chambre de mélange portant l'injecteur (18) 6 Fer à souder selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'angle entre l'axe de l'orifice d'entrée du corps du brûleur et celui de l'orifice d'introduction du mélange combustible dans la chambre de combustion est d'environ 250. 7 Fer à souder selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que dans le corps de chauffe du brûleur l'orifice (22) d'introduction du mélange combustible dans la chambre de combustion est un trou lisse dont le diamètre est fonction du débit de l'injecteur. 8 Fer à souder selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que le porte-bougie (11) implanté dans la base du corps de chauffe du brûleur comporte des gorges (16) qui assurent le refroidissement nécessaire pour que le transfert de chaleur du corps (17) de la bougie vers le téton (12) reste à un niveau acceptable. 9 Fer à souder selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce que l'immobilisation en translation de la bougie par rapport au porte-bougie (11) est obtenue par un sertissage effectué au niveau d'un épaulement (14) prévu à cet effet sur le pourtour du corps (17) en céramique constituant l'isolant de ladite bougie. 10 Fer à souder selon la revendication 1 caractérisé en ce que la partie cylindrique de la queue de la panne qui se trouve dans le corps du brûleur présente à sa base (25) des cannelures (24) longitudinales uniformément réparties. 11 Fer à souder selon la revendication 10 caractérisé en ce que la section des cannelures longitudinales de la base de la queue de la panne est de forme approximativement triangulaire.