Brevet FR2663109A1 — publié le 19911213

Brûleur à gaz avec sonde de détection de flammes incorporée. La présente invention concerne un agencement de brûleur à gaz, notamment pour appareil ménager, compor- tant un corps de brûleur délimité par une paroi latérale annulaire munie d'orifices de flammes répartis circonfé- rentiellement, une sonde de détection de flammes, telle qu'un thermocouple, étant associée à ce brûleur. On connaît des agencements d'appareils à gaz, notamment d'appareils ménagers tels que cuisinières, plaques de cuisson, etc équipés de brûleurs à gaz, qui sont munis de dispositifs de sécurité visant à détecter la disparition des flammes d'un brûleur à gaz alors que le robinet d'alimentation en gaz est ouvert Ces dispositifs de sécurité consistent en une sonde de détection de flamme (notamment un thermocouple) qui est mise en place en regard des flammes du brûleur pour être léchée par l'une de celles-ci et qui est insérée dans un circuit de contrôle apte à couper automatiquement l'alimentation en gaz lorsqu'une disparition des flammes est détectée. Dans ces agencements connus, la sonde de détection de flammes est montée sur la plaque de dessus de l'appareil, en regard et à proximité d'un brûleur qu'elle contrôle. Il en résulte la nécessité d'une préparation (perçage) de cette plaque de dessus et d'un processus de montage de la sonde sur cette plaque, d'o un supplément de coût de fabrication de l'appareil. En outre, la présence de la sonde sur la plaque constitue une gêne pour le nettoyage de cette plaque, lors de l'utilisation de l'appareil; en particulier, l'obligation de disposer la sonde à proximité du brûleur délimite entre ces deux organes une zone étroite de la plaque qui est d'accès difficile lors du nettoyage. Enfin, il est vraisemblable que, dans un avenir proche, il soit imposé, par les législations applicables en la matière, la présence obligatoire de dispositifs de sécurité associés aux brûleurs à gaz sur les appareils ménagers. L'invention a donc pour but de proposer un agen- cement perfectionné qui écarte les inconvénients préci- tés, qui se présente sous une forme structurelle plus simple que les dispositifs actuellement réalisés, et qui en particulier puisse se monter sur les appareils à gaz tels qu'ils sont conçus aujourd'hui, sans qu'il soit nécessaire de les modifier. A ces fins, un brûleur à gaz du type précité se caractérise essentiellement par la combinaison des dispositions qui suivent: le corps de brûleur présente, en un point de sa périphérie, un logement ouvert vers l'extérieur et s'étendant radialement vers l'intérieur du brûleur, la susdite sonde de détection de flamme est fixée dans le logement, la paroi définissant le logement présente au moins un orifice de flamme conformé et agencé pour engendrer, pour tout réglage de fonctionnement du brûleur, une flamme dirigée en direction de la sonde de manière telle que seul son panache lèche la sonde, et des moyens d'alimentation en air secondaire sont associés audit logement de manière que de l'air secondaire parvienne en quantité suffisante pour assurer le maintien de la flamme de chauffage de la sonde. Avantageusement, pour assurer un chauffage plus régulier de la sonde, il est prévu deux orifices de flammes de chauffage de la sonde, conformés et agencés pour engendrer deux flammes dirigées de part et d'autre de la sonde de manière telle que seuls leurs panaches respectifs lèchent la sonde. Pour obtenir un agencement simple, il est préfé- rable que les orifices de flammes de chauffage de la sonde soient approximativement radiaux et situés à proximité l'un de l'autre dans la partie la plus intérieure de la paroi définissant le logement. De façon pratique, la sonde est constituée par la soudure chaude d'un thermocouple. Toujours dans le but de réaliser un agencement simple, la sonde est montée sensiblement verticalement sur le fond du logement. Pour éviter que la sonde soit soumise à l'influence défavorable de la chaleur rayonnée par la paroi et le fond du logement (notamment après arrêt du fonctionnement du brûleur) -pouvant conduire à un mauvais fonctionnement de la sonde qui n'assurerait plus la fonction de sécurité requise dans des temps raisonnables-, il est très souhaitable que la sonde soit fixée sur le fond du logement de manière telle que sa partie active, léchée par le panache d'au moins une flamme de chauffage, se trouve écartée dudit fond. Lorsque la place disponible en hauteur est suffisante et que le brûleur peut être dimensionné verticalement de façon appropriée, un agencement simple pour assurer l'arrivée d'air secondaire à la ou aux flammes de chauffage de la sonde consiste en ce que les moyens d'alimentation en air secondaire soient constitués par la fenêtre d'ouverture du logement vers l'extérieur qui définit, entre sa base et le pied des flammes de chauffage de la sonde, une hauteur suffisante pour autoriser une convection d'air par le côté du brû- leur pour alimenter la flamme de chauffage de la sonde. Par contre, lorsque le brûleur doit être réalisé avec une hauteur restreinte, la fenêtre d'ouverture du logement serait insuffisante pour que l'air secondaire parvienne par simple convection jusqu'à la ou jusqu'aux flammes de chauffage de la sonde Il est alors néces- saire d'avoir recours à un autre montage, selon lequel les moyens d'alimentation en air secondaire comprennent au moins un conduit d'amenée d'air s'ouvrant à la base du brûleur, notamment sous une plaque de support du brûleur, et débouchant au voisinage de la sonde. Dans un exemple de réalisation intéressant, le logement est défini par une portion de la paroi latérale du corps de brûleur incurvée vers l'intérieur du corps de brûleur Ainsi, le logement est constitué de façon monobloc avec le corps du brûleur, ce qui simplifie la fabrication en particulier dans le cas o le corps de brûleur est en métal moulé. Grâce aux dispositions de l'invention, la sonde de détection de flammes est intégrée au brûleur Le brûleur complet, équipé de la sonde, forme ainsi un élément constitutif de l'appareil à gaz qui est préparé de façon distincte de l'appareil lui-même; l'appareil n'a donc plus à subir de préparation de tôlerie et, en raison du déplacement de la sonde, la plaque de dessus est exempte de tout obstacle autour de chaque brûleur: son nettoyage s'en trouve facilité Enfin, l'agencement du brûleur conformément à l'invention ne s'accompagne d'aucune modification du contour extérieur du brûleur, ce qui rend les brûleurs ainsi agencés parfaitement interchangeables avec des brûleurs traditionnels: la mise en oeuvre de tels brûleur n'implique aucune modification dans la tôlerie des appareils et, si nécessaire, la production d'appareils ainsi équipés peut être engagée dans un délai très court. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit de certains modes de réalisation préférés, donnés uniquement à titre d'exemple non limitatifs Dans cette description, on se réfère aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue de dessus montrant le corps d'un brûleur à gaz agencé selon l'invention les figures 2 et 3 sont des vues partielles en coupe diamétrale de respectivement deux modes de réali- sation possibles d'un brûleur conformes à l'invention et les figures 4 et 5 sont deux vues schématiques partielles de dessus montrant un mode de réalisation différant de celui de la figure 1, respectivement dans deux conditions différentes de fonctionnement. Les dispositions conformes à l'invention s'ap- pliquent à tous les types de brûleur à gaz Seules seront donc décrites et représentées sur les figures les parties du brûleur qui sont nécessaires à la compréhen- sion de l'invention. A la figure 1 est représenté en vue de dessus et de façon schématique un corps de brûleur à gaz 1 (le chapeau du brûleur étant supposé enlevé) qui présente une paroi périphérique circulaire 2 percée de passages 3 pour les flammes de chauffage 4 L'agencement interne du corps de brûleur, qui n'intervient pas dans la compré- hension de l'invention, n'est pas montré. En un point de la périphérie du corps de brûleur 1 est prévu un logement 5 ouvert vers l'extérieur en 6 et s'étendant radialement vers l'intérieur du corps de brûleur Le logement est défini par une paroi latérale 7, un fond 8 et un dessus (constitué par le chapeau du brûleur visible aux fig 2 et 3) La paroi latérale 7 se présente sous forme d'une déformation de la paroi 2 du corps de brûleur, laquelle est incurvée vers l'inté- rieur, et l'ensemble du corps de brûleur peut donc être facilement fabriqué par moulage, de façon traditionnelle. La forme de la paroi 7 peut être quelconque: à la figure 1, la paroi 7 est arrondie sensiblement en demi-cercle dans sa partie située le plus vers l'inté- rieur du corps de brûleur; d'une façon différente, dans l'exemple des figures 4 et 5, le logement 5 a un contour sensiblement trapézoidal avec la fenêtre 6 d'ouverture vers l'extérieur correspondant à la grande base du trapèze. Une sonde de détection de flammes 9 est disposée dans le logement 5; cette sonde est fixée sur le fond 8 du logement et s'étend verticalement, comme visible aux figures 2 et 3 En principe, la sonde est constituée par la soudure chaude d'un thermocouple, lequel est raccordé électriquement à un circuit de contrôle agencé pour provoquer une coupure de l'alimentation en gaz du brûleur en cas d'extinction des flammes (ce circuit n'est pas montré). La paroi 7 du logement 5 est munie d'au moins un orifice pour générer une flamme destinée à chauffer la sonde 9. Dans l'exemple de la figure 1, l'orifice 10 est unique et situé approximativement radialement; avec cependant un léger décalage angulaire de manière que la flamme 11 de chauffage de la sonde ne soit pas dirigée directement sur la sonde 9 (auquel cas le dard -ou partie bleue qui est la plus chaude de la flamme lécherait la sonde et la détruirait en raison d'une chaleur excessive), mais soit dirigée sur le côté de la sonde afin que celle-ci ne soit pas touchée par le dard de la flamme 11 et soit léchée seulement par le panache (moins chaud) de cette flamme. Cependant pour accroître l'efficacité de fonctionnement du dispositif, notamment pour tous les régimes de fonctionnement, il est souhaitable que la sonde 9 soit chauffée symétriquement par deux flammes 11 dont les panaches respectifs la lèchent de part et d'autre A cet effet on prévoit, comme représenté aux fig 4 et 5, deux orifices 10 approximativement radiaux qui sont percés dans la partie la plus intérieure de la paroi 7 et qui sont agencés et orientés pour obtenir la génération de deux flammes 11 dans les conditions requises A la figure 4 est représenté un régime de fonctionnement normal et à la figure 5 est représenté un régime de fonctionnement au ralenti. On comprendra que la disposition verticale, l'orientation et l'écartement mutuel des deux orifices peuvent être déterminés de manière quelconque dans la mesure o les flammes qu'il génèrent chauffent la sonde de la façon souhaitée. Bien entendu, l'entretien d'une ou plusieurs flammes stables nécessite que de l'air secondaire par- vienne en quantité suffisante à cette ou ces flammes. Dans le cas o le brûleur peut être réalisé avec une dimension verticale appropriée pour que la fenêtre de l'ouverture 6 du logement 5 soit d'une hauteur h suffisante (par exemple d'au moins 14 mm), l'air peut parvenir par convection (flèche 12), latéralement au brûleur, jusqu'à l'endroit o la flamme lèche la sonde (cas représenté à la fig 2). Par contre, dans le cas d'un brûleur de faible dimension verticale, la hauteur h' ( circulation de l'air). A titre d'exemple, la section de passage of- ferte à l'air secondaire doit être comprise entre envi- ron 20 mm 2 et 70 mm 2 pour des brûleurs dont la puissance nominale par flamme est comprise entre 50 et 150 W et la puissance minimale par flamme comprise entre 12 et 20 W. On notera également que les paroi et le fond du logement sont chauffés au cours du fonctionnement du brûleur et, après arrêt du brûleur, ils continuent à rayonner de la chaleur qui peut agir sur la sonde et provoquer un mauvais fonctionnement du circuit de sé- curité Pour éviter cet inconvénient, il est nécessaire que les parois latérales du logement soit suffisamment écartées de la sonde et que (notamment dans le cas d'une fixation de la sonde directement sur le fond du logement comme représenté à la fig 2) la sonde soit suffisamment écartée verticalement du fond 8. Comme il va de soi et comme il résulte d'ail- leurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réa- lisation qui ont été plus particulièrement envisagés elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 Brûleur à gaz, notamment pour appareil ména- ger, comportant un corps de brûleur ( 1) délimité par une paroi latérale annulaire ( 2) munie d'orifices de flammes ( 3) répartis circonférentiellement, une sonde ( 9) de détection de flammes, telle qu'un thermocouple, étant associée à ce brûleur, caractérisé par la combinaison des dispositions qui suivent: le corps de brûleur ( 1) présente, en un point de sa périphérie, un logement ( 5) ouvert vers l'extérieur (en 6) et s'étendant radialement vers l'intérieur du brûleur, la susdite sonde de détection de flamme ( 9) est fixée dans le logement ( 5), la paroi ( 7) définissant le logement présente au moins un orifice de flamme ( 10) conformé et agencé pour engendrer, pour tout réglage de fonctionnement du brûleur, une flamme ( 11) dirigée en direction de la sonde ( 9) de manière telle que seul son panache lèche la sonde, et des moyens d'alimentation en air secondaire sont associés audit logement de manière que de l'air secondaire parvienne en quantité suffisante pour assurer le maintien de la flamme de chauffage de la sonde 2 Brûleur à gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu deux orifices ( 10) de flammes de chauffage de la sonde, conformés et agencés pour engendrer deux flammes ( 11) dirigées de part et d'autre de la sonde ( 9) de manière telle que seuls leurs panaches respectifs lèchent la sonde. 3 Bûleur à gaz selon la revendication 2, caractérisé en ce que les orifices ( 10) de flammes de chauffage de la sonde sont approximativement radiaux et situés à proximité l'un de l'autre dans la partie la I p plus intérieure de la paroi définissant le logement ( 5). 4 Brûleur à gaz selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la sonde est constituée par la soudure chaude d'un thermocouple. Brûleur à gaz selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la sonde est montée sensiblement verticalement sur le fond ( 8) du logement ( 5). 6 Brûleur à gaz selon la revendication 5, caractérisé en ce que la sonde ( 9) est fixée sur le fond ( 8) du logement de manière telle que sa partie active, léchée par le panache d'au moins une flamme de chauffage, se trouve écartée dudit fond ( 8). 7 Brûleur à gaz selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation en air secondaire sont constitués par la fenêtre d'ouverture ( 6) du logement ( 5) vers l'extérieur qui définit, entre sa base et le pied des flammes de chauffage de la sonde, une hauteur suffisante pour autoriser une convection d'air par le côté du brûleur pour alimenter la flamme de chauffage de la sonde. 8 Brûleur à gaz selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens d'alimentation en air secondaire comprennent au moins un conduit ( 14) d'amenée d'air s'ouvrant à la base du brûleur, notamment sous une plaque ( 15) de support du brûleur, et débouchant au voisinage de la sonde. 9 Brûleur à gaz selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le logement ( 5) est défini par une portion de la paroi latérale du corps de brûleur incurvée vers l'intérieur du corps de brûleur. Brûleur à gaz selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le logement a, en vue de dessus, sensiblement la forme d'un trapèze dont la grande base correspond à l'ouverture du logement vers l'extérieur.