Brevet FR2721097A1 — publié le 19951215

La présente invention a pour objet un dispositif de sécurité pour un appareil de combustion à gaz. Le domaine d'application plus particulièrement concemé est celui de l'électroménager (chauffe-eau, chaudière à gaz, plaque de cuisson cuisinière, four à gaz....). Deux principes différents sont utilisés dans les dispositifs de sécurité connus jusqu'à présent: le premier principe consiste à détecter le courant d'ionisation dû à la présence des flammes; ale deuxième principe consiste à utiliser un système à thermocouple ouvert par le déplacement d'une cellule magnétique, le thermocouple générant une force électromotrice en fonction de sa température. C'est ce deuxième principe qui, pour des raisons économiques, est en général utilisé dans le milieu de l'électroménager. Le fonctionnement d'un dispositif de sécurité à système à thermocouple, dans l'exemple non limitatif d'une table de cuisson à allumage intégré, est le suivant: Lorsqu'un utilisateur appuie et tourne simultanément le bouton de commande d'un brûleur, un contact mécanique vient déplacer la cellule magnétique et ouvrir le système, permettant de ce fait l'arrivée du gaz. Un dispositif d'allumage, commandé par exemple par le même bouton, permet d'allumer la flamme. Cette dernière vient chauffer la soudure froide du thermocouple. Au bout d'un certain temps, la température du thermocouple est assez élevée pour que la force électromotrice créée par la cellule magnétique maintienne cette dernière ouverte. Le contact mécanique n'est alors plus nécessaire et l'utilisateur peut relâcher le bouton. En cas d'arrêt intempestif de la flamme, la température du thermocouple baisse jusqu'à ce que la cellule magnétique se relâche et coupe l'arrivée du gaz. Malgré des progrès récents, le principal problème lié à ce type de dispositif est le temps d'appui nécessaire pour la mise en route du dispositif, c'est-à-dire pour que la force électromotrice soit suffisante pour suppléer au contact mécanique et permettre à l'utilisateur de relâcher le bouton. Ce temps, dans le meilleur des cas, peut aller, sur une table de cuisson, de 1 à 6 secondes. La présente invention a pour but d'annuler le temps d'enclenchement d'un dispositif de sécurité à système thermocouple pour un robinet à gaz. Plus particulièrement, la présente invention a pour objet un dispositif de sécurité pour un appareil de combustion à gaz du type comprenant au moins un bouton de commande de l'arrivée du gaz et des moyens pour commander l'allumage d'une flamme, le dispositif de sécurité étant du type comportant un système à thermocouple comprenant une cellule magnétique associée audit bouton de commande, initialement ouverte par actionnement du bouton de commande pour le passage du gaz, le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre, un circuit électrique connecté aux bornes de la cellule magnétique pour générer momentanément, dès l'actionnement du bouton de commande, un courant d'alimentation dont la valeur permet de maintenir sensiblement instantanément le système à thermocouple ouvert, même après relâchement du bouton de commande. La présente invention, ainsi que ses avantages, sera mieux comprise au vu de la description suivante, faite en référence aux figures annexées: - la figure 1 illustre un premier mode de réalisation possible d'un dispositif de sécurité selon l'invention, pour un seul système à thermocouple correspondant à un unique brûleur; - la figure 2 illustre une variante de réalisation du dispositif de la figure 1; - la figure 3 représente un exemple de réalisation d'un dispositif de sécurité à quatre systèmes à thermocouple, associés à quatre brûleurs; - la figure 4 représente un deuxième exemple de réalisation possible d'un dispositif de sécurité à quatre thermocouples. Sur toutes les figures qui vont à présent être décrites, le bouton de commande de l'arrivée du gaz est représenté schématiquement par un interrupteur. Par ailleurs, dans les exemples non limitatifs représentés, le bouton de commande de l'arrivée du gaz permet également d'effectuer l'allumage de la flamme. On peut bien entendu avoir un bouton d'allumage indépendant. Les éléments communs aux quatre figures portent les mêmes références. Sur la figure 1, le dispositif de sécurité représenté est destiné à assurer l'enclenchement d'un système à thermocouple V, associé à un unique brûleur. Le circuit électrique selon la figure 1 comporte un circuit d'entrée pour la commande d'un circuit d'allumage non représenté ici, constitué d'une résistance R1, par exemple de 4,7ka, connectée en série sur la base d'un premier transistor T1, de type NPN. L'émetteur du premier transistor T1 est relié à la masse électrique du circuit. Par ailleurs, le collecteur du premier transistor T1 est relié en série avec une bobine LA d'un contact: électromagnétique représenté schématiquement en CA. Ce contact CA vient fermer l'interrupteur IA du circuit d'allumage. Ce circuit d'entrée, composé de la résistance R1, du transistor T1, et du contact électromagnétique CA, est fermé par l'intermédiaire du bouton de commande Cg. Par ailleurs, il est alimenté par l'intermédiaire d'une source de tension S reliée à l'anode d'une diode D2, la cathode de cette diode étant reliée simultanément à la bobine LA et à l'une des bornes de l'interrupteur CB constituée par le bouton de commande. La source S délivrant le courant peut, par exemple, être constituée d'un transformateur recevant à ses bornes la tension du secteur, suivie d'un système redresseur. Par ailleurs, la bome d'entrée E, connectée à la résistance R1 du circuit d'entrée, est également reliée à l'anode d'une seconde diode D1 du circuit d'ouverture du système à thermocouple V proprement dit. La cathode de la seconde diode D1 est reliée à la masse électrique par l'intermédiaire d'un condensateur C1, dont la valeur est par exemple de 470 pF. La connexion commune entre la diode D1 et le condensateur C1 est reliée à la base d'un second transistor T2 par l'intermédiaire d'une résistance R2. L'émetteur du second transistor T2 est relié à la masse électrique du circuit, et le collecteur de ce transistor est relié à une première borne d'une bobine électromagnétique Ls d'un second contact électromagnétique Cs, la seconde bome de la bobine Ls étant connectée à la cathode de la diode D2. Le passage d'un courant dans la bobine LS permet la fermeture d'un second interrupteur IS dont une bome est reliée à l'anode de la diode D2 I'autre borne étant reliée à une première connexion du système à thermocouple V par l'intermédiaire d'une diode D3 et d'une résistance R3 connectée en série avec la diode. Le fonctionnement du dispositif de la figure 1 est le suivant lorsqu'un utilisateur ouvre le robinet à gaz, par exemple par appui mécanique sur le bouton Cg, la cellule magnétique du système à thermocouple V est ouverte, permettant le passage du gaz. Le premier transistor T1 commande la fermeture de l'interrupteur IA du circuit d'allumage électrique de la flamme. De manière quasi instantanée, le second transistor T2 commande, la fermeture du second interrupteur Is. De ce fait, le système V est alimenté par la source de tension S, cette source délivrant un courant dont la valeur est déterminée de manière à maintenir le système V ouvert, même après relâchement du bouton de commande Cg. Ce courant est par exemple de l'ordre de 50mA. Ainsi, dès que la flamme apparaît, I'utilisateur peut lâcher le robinet, et ouvrir de ce fait le circuit d'allumage. L'interrupteur de sécurité Is restera fermé encore pendant un temps T défini par le condensateur C1 et la résistance R2. Ce temps, pouvant varier par exemple de 5 à 19 secondes, est suffisant pour permettre au système à thermocouple V de s'échauffer, et de foumir le courant de maintien pour la cellule magnétique. Dans le dispositif de la figure 1, la diode D1 a pour rôle d'empêcher le condensateur C1 de se décharger vers l'entrée du circuit. Par ailleurs, un condensateur C2, de valeur égale par exemple à 470 pF, permet avantageusement d'avoir une alimentation très continue aux bornes de la bobine LA. La figure 2 illustre un second mode de réalisation possible selon l'invention d'un dispositif de sécurité pour un brûleur. Par rapport au dispositif selon la figure île contact électromagnétique Cs a été supprimé et le second transistor T2 est monté en amplificateur, de manière à commander directement le courant dans le système à thermocouple V. Cette dernière possède une première connexion reliée à l'émetteur du second transistor T2 et une seconde connexion reliée à la masse électrique. Le collecteur du second transistor T2 est, quant à lui, relié à une bome de la source S par l'intermédiaire d'une résistance R3. La réalisation du dispositif selon la figure 2 présente l'avantage d'être moins coûteuse que la réalisation selon la figure 1. Cependant, cette demière procure une meilleure isolation électrique. La figure 3 illustre une première adaptation possible du dispositif de sécurité selon la figure 2, pour une table de cuisson ou cuisinière comportant quatre brûleurs. Chacun des quatre boutons " à CE4, représenté schématiquement sous la forme d'un interrupteur, est associé à un brûleur (non représenté). L'actionnement par un utilisateur de l'un quelconque des boutons de commande CE1 à CE4 déclenche un circuit d'allumage non représenté, par commande de la fermeture de l'interrupteur IA du contact électromagnétique CA. Une étincelle d'allumage est ainsi produite au niveau des quatre brûleurs. L'allumage n'est cependant effectif que pour le brûleur associé au bouton de commande qui a été actionné. Par ailleurs, I'actionnement de l'un quelconque des boutons de commande CE1 à CE4 permet d'enclencher la sécurité pour les quatre brûleurs, par l'intermédiaire des quatre systèmes à thermocouple V1 à V4, ces demiers recevant un courant d'un unique second transistor T2 et d'un unique filtre R2-C1, selon le principe de fonctionnement expliqué précédemment en référence à la figure 2. Ce mode de réalisation est particulièrement intéressant lorsque les quatre systèmes à thermocouple sont destinés à être disposés les uns à côté des autres. Une adaptation similaire peut être adoptée à partir du fonctionnement décrit en relation avec la figure 1. Un second mode de réalisation possible d'un dispositif de sécurité pour quatre brûleurs est représenté sur la figure 4. Sur cette figure, la sécurité est enclenchée indépendamment pour chaque brûleur. Comme précédemment, la fermeture de l'un quelconque des interrupteurs CBf, I'entier i variant de 1 à 4, provoque l'allumage simultané des quatre brûleurs par fermeture du contact CA. Par contre, seul le système à thermocouple Vi, qui est associé au bouton de commande CB, effectivement actionné, sera alimenté en courant grâce à l'association d'un filtre R21 - Clf et d'un second transistor T2 monté en amplificateur. Par rapport aux figures précédentes, on remarque que le premier transistor T1 et les seconds transistors T2 sont du type PNP, ceci de manière à ce que la flamme ne vienne pas courtcircuiter le système à thermocouple Vi. Cela suppose que toutes les diodes utilisées dans le dispositif soient également inversées, par rapport aux figures précédentes. Les valeurs des résistances et des condensateurs présentées sur les figures I à 4 sont données à titre d'exemple non limitatif. La valeur des condensateurs C1 peut être réduite en utilisant un second transistor T2 à fort gain. D'autres dispositifs de sécurité dont le principe de fonctionnement consiste, selon l'invention, à suppléer momentanément à la force électromotrice du thermocouple en injectant un courant aux bomes de la cellule magnétique pendant quelques secondes au moment de l'allumage, peuvent être réalisés sans sortir du cadre de la présente invention. On peut notamment envisager des dispositifs de sécurité pour un nombre quelconque de brûleurs. REVENDICATIONS 1. Dispositif de sécurité pour un appareil de combustion à gaz du type comprenant au moins un bouton de commande (cob ; CB1 à CB4) de l'arrivée du gaz et des moyens (IA) pour commander l'allumage d'une flamme, le dispositif de sécurité étant du type comportant un système à thermocouple (V ; V1 à V4) comprenant une cellule magnétique associée audit bouton de commande, initialement ouverte par actionnement du bouton de commande pour le passage du gaz, le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre, un circuit électrique connecté aux bomes de la cellule magnétique pour générer momentanément, dès l'actionnement du bouton de commande, un courant d'alimentation dont la valeur permet de maintenir sensiblement instantanément le système à thermocouple ouvert, même après relâchement du bouton de commande. 2. Dispositif de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit circuit électrique est constitué d'un circuit d'entrée pour la commande d'un circuit d'allumage et d'un circuit d'ouverture du système à thermocouple en parallèle avec le circuit d'entrée, ledit circuit d'entrée et ledit circuit d'ouverture étant fermés sensiblement simultanément par actionnement du bouton de commande. 3. Dispositif de sécurité selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit d'entrée comporte une première résistance (R1) connectée en série sur la base d'un premier transistor (T1) et d'une bobine (LA) d'un premier contact électromagnétique (CA) déclenchant la fermeture du circuit d'allumage et connectée au collecteur dudit premier transistor (T1), et en ce qu'il est alimenté par une source de tension (S) connectée d'une part à une borne de la première résistance (R1) commune avec une bome de la bobine (LA), et d'autre part, à l'émetteur dudit premier transistor (T1) et à la masse électrique du circuit. 4. Dispositif de sécurité selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit circuit d'ouverture du système à thermocouple comporte des moyens (C1, R2, T2) pour que ladite source de tension (S), connectée aux bornes de la cellule magnétique, délivre ledit courant d'alimentation. 5. Dispositif de sécurité selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens sont constitués d'un condensateur (C1) relié entre la masse électrique et une première borne de la source de courant (S) par l'actionnement du bouton de commande, et d'un second transistor (T2) dont l'émetteur est relié à la masse électrique, la base est reliée au condensateur par l'intermédiaire d'une seconde résistance (R2) et le collecteur est relié à une première borne d'une bobine (lis) d'un second contact électromagnétique (ces) déclenchant la fermeture du circuit d'alimentation du système à thermocouple (V) par la source de tension (S) au bout d'un temps T défini par les valeurs du condensateur et de la seconde résistance. 6. Dispositif de sécurité selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens sont constitués d'un condensateur (cri) relié entre la masse électrique et une première borne de la source de tension (S) par l'actionnement du bouton de commande, et d'un second transistor (T2) dont l'émetteur est relié à la masse électrique par l'intermédiaire du système à thermocouple (V), la base est reliée au condensateur par l'intermédiaire d'une seconde résistance (R2), et le collecteur est connecté électriquement à la seconde borne de la source de tension, ledit second transistor (T2), monté en amplificateur, commandant directement le courant d'alimentation dans le système à thermocouple (V) au bout d'un temps T défini par les valeurs du condensateur et de la seconde résistance. 7. Dispositif de sécurité selon l'une quelconque des revendications 2 à 6 pour un appareil de combustion à gaz du type comprenant plusieurs boutons de commande (CBL à CE4) associés à plusieurs systèmes à thermocouple (V1 à V4), caractérisé en ce qu'il comporte un unique circuit d'ouverture connecté aux bomes des quatre cellules magnétiques pour générer le courant d'alimentation simultanément dans les quatre systèmes à thermocouple. 8. Dispositif de sécurité selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, pour un appareil de combustion à gaz du type comprenant plusieurs boutons de commande (CE1 à CE4) associés à plusieurs systèmes à thermocouple (V1 à V4), caractérisé en ce qu'il comporte en parallèle, autant de circuits d'ouverture (C1 ; R21 , T2 ) qu'il existe de systèmes à thermocouples. 9. Dispositif de sécurité selon la revendication 8, caractérisé en ce que tous les transistors utilisés sont du type PNP. 10. Dispositif de sécurité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la valeur du courant d'alimentation est sensiblement égale à 50 mA.