Brevet FR2730794A1 — publié le 19960823

L'invention concerne un chauffe-bains à gaz sans veilleuse permanente à commande électronique et porte plus précisément sur son mécanisme gaz associé à un embout magnétique de maintien en position d'ouverture du clapet d'admission gaz au brûleur. Dans un appareil de ce type, il est bien connu d'utiliser un dispositif de commande et de sécurité constitué d'une part d'une valve à eau qui agit sur un premier clapet disposé à l'entrée de la ligne d'alimentation en gaz et d'autre part d'une valve pilotée par la pression du gaz qui commande un deuxième clapet. Cette valve est asservie mécaniquement à une membrane dont l'une des faces est soumise en permanence à la pression de l'air extérieur et dont l'autre peut être soumise à la pression du gaz prise en amont du clapet de commande à travers un autre petit clapet commandé par un dispositif thermosensible à faible inertie qui détecte l'allumage d'un brûleur d'allumage. Ce dispositif de détection apte à réagir à l'extinction du brûleur d'allumage arrête l'admission du gaz au brûleur principal. Parmi ces dispositifs de détection de flamme on connaît le système à capsule manométrique constitué d'une petite enceinte étanche ou bulbe rempli d'air, placé dans la flammme qu'on veut détecter et d'un tube capillaire, raccordé à un embout fermé par une petite membrane dilatable qui se gonfle sous l'effet de la dilatation de l'air du bulbe et peut manoeuvrer un clapet. Mais si le bulbe est défectueux, l'absence de pression ferme immédiatement le gaz par retour de la membrane dans sa position initiale. En outre le bulbe n'autorise pas aisément un temps de réponse rapide, sauf à être dans la flamme auquel cas sa fiabilité serait diminuée. On sait résoudre avantageusement ce problème en utilisant un mécanisme à commande électronique ayant un dispositif de sécurité dont le détecteur de flamme ne présente pas les inconvénients inhérents aux systèmes connus à bulbe ou à thermocouple. Pour cela il est prévu une électrode placée sur le brûleur d'allumage ainsi qu'une autre électrode pour la détection de flamme placée sur le brûleur d'allumage et le brûleur principal. Un boîtier électronique alimenté par piles pilote l'ouverture du clapet d'admission gaz au brûleur d'allumage par l'intermédiaire d'une petite électrovanne. Ensuite l'électrovanne est maintenue ouverte tout le temps que dure le puisage pour que le gaz reste présent dans la valve à la pression requise afin que le clapet d'admission du gaz au brûleur principal demeure ouvert. Mais avec ce dispositif à commande électronique, alimenté par piles, la consommation d'énergie durant la phase d'allumage aussi bien que pendant le fonctionnement, n'est pas négligeable et nuit à l'autonomie de l'appareil. La Demanderesse s'est donc attachée à trouver une solution adaptée à ce dispositif, qui réduit considérablement la consommation électrique et permet d'accroître la durée de vie des piles. Un objet principal de la présente invention consiste donc en un mécanisme gaz pour chauffe-bains à gaz sans veilleuse permanente comportant une électrode d'allumage et un détecteur de flamme à proximité d'un brûleur d'allumage, ainsi qu'un boîtier de commande renfermant une membrane agissant sur un clapet d'admission du gaz au brûleur, membrane délimitant deux chambres dans le boîtier de commande, dont l'une est mise en communication avec la chambre d'admission de gaz en amont du clapet d'admission, lors de l'ouverture d'un petit clapet rappelé par un ressort, l'organe de manoeuvre du petit clapet mettant en communication une chambre avec la canalisation d'admission gaz, étant commandé par un boîtier électronique qui pilote également l'allumage du brûleur d'allumage, en fonction du contrôle assuré par le détecteur de flamme, mécanisme selon lequel la membrane du boîtier de commande est reliée à un embout magnétique assurant le maintien de ladite membrane en position d'ouverture du clapet d'admission gaz au brûleur, sous le contrôle du boîtier électronique. Selon une caractéristique particulière de l'invention, l'embout magnétique est placé dans un puits prévu sous le boîtier de commande et coopère avec une pastille métallique montée en bout de la tige de liaison entre le clapet d'admission et la membrane. D'autres caractéristiques particulières et avantages de l'invention ressortiront maintenant de la description qui va suivre d'un exemple non limitatif de réalisation, faisant référence au dessin unique annexé qui représente une vue schématique en coupe du mécanisme. On voit sur la figure l'ensemble du mécanisme d'un appareil auquel le gaz arrive par un conduit d'arrivée 1 dans une chambre d'admission 2 menant à une rampe de brûleur 3. Une première chambre de distribution de gaz 28 est prévue entre le conduit d'arrivée et la chambre d'admission. Un premier clapet principal 4 ferme le gaz à l'entrée de cette chambre 28. Il est manoeuvré de façon classique par une valve à eau 5. Le clapet 4 est solidaire d'un clapet profilé de régulation 29 déplaçable à l'intérieur d'un orifice 30 faisant communiquer les chambres 28 et 2. Un ressort de rappel 31 maintient l'ensemble dans la position représentée sur la figure. A l'autre bout et en aval de la chambre d'admission 2, un clapet de brûleur 6 ferme l'entrée de gaz à la rampe 3. Le clapet 6 fait partie d'un équipage mobile constitué d'une tige verticale 7 rappelée par un ressort 16 reliée à la membrane 8 d'un boîtier de commande 9 divisé en deux chambres 10 et 11 par ladite membrane. La chambre supérieure 11 communique par un conduit 12 avec la chambre de distribution 28. La chambre inférieure 10 est en communication avec ledit conduit 12 et donc avec la chambre de distribution, par l'intermédiaire d'un orifice de passage 13 fermé par un petit clapet 14 manoeuvré par un électroaimant 15 à l'encontre de la force de rappel d'un ressort non représenté. La chambre inférieure 10 est reliée par ailleurs, grâce à un canal d'alimentation 19, à un brûleur d'allumage 20. Ce dernier est allumé par une électrode d'allumage 21. La flamme est détectée par une électrode de détection de flamme 22. Sous le boîtier de commande 9 est prévu un puits 17 servant de logement à embout magnétique 18. Dans le puits 17 peut coulisser une pastille métallique 25 montée en bout de la tige 7. La pastille est donc solidaire des mouvements de la membrane et peut s'appliquer sur l'embout. Le mécanisme ainsi décrit est commandé électroniquement par un boîtier électronique 23 auquel est connecté l'électroaimant 15 par un circuit de connexion 24. De même il est relié à l'embout magnétique 18 par le circuit 26. Un détecteur de débit schématisé en 27 permet l'alimentation du boîtier électronique. Ce dernier est en outre en liaison avec l'électrode d'allumage 21 et l'électrode de détection de flamme 22. Celle-ci est placée à la fois sur le brûleur d'allumage 20 et la rampe de brûleur principal 3. L'électrode 22 est une électrode de détection à ionisation basée sur le fait que la flamme peut être assimilée à une diode. On filtre alors une source de courant alternative, le signal filtré étant alors traité par un interface de commande qui autorise l'ouverture de la vanne. Ce système peut avoir un temps de réponse bien inférieur aux systèmes mécaniques actuels et présente aussi l'avantage de pouvoir gérer d'autres sécurités. Le boîtier électronique autorise donc l'exploitation d'un tel type de détecteur. Quand un puisage est effectué par un utilisateur la membrane à eau 5 se soulève dans le sens des petites flèches et ouvre le clapet principal 4 à l'encontre de son ressort de rappel. Le gaz occupe alors la chambre de distribution 28 et la chambre d'admission 2, mais il est arrêté par le clapet 6 appliqué contre son siège par le ressort 16. Par contre, il peut pénétrer dans la chambre 10, le clapet 14 étant en position d'ouverture. Le gaz passe donc dans le canal d'alimentation 19 et alimente le brûleur d'allumage 20. Dans le même temps, le détecteur de débit 27 qui a capté la demande de puisage alimente le boîtier électronique 23 autorisant un train d'étincelles par l'intermédiaire de l'électrode d'allumage temporisée 21. Le brûleur d'allumage 20 s'allume et l'électrode de détection de flamme 22 commande l'alimentation électrique de l'électroaimant 15. Celui-ci étant excité ferme le clapet 14 qui interrompt l'admission de gaz à la chambre 10. La pression de gaz dans la chambre 11 n'étant plus compensée par celle de la chambre 10, la membrane 8 va se déplacer vers le bas et ouvrir le clapet 6 par l'intermédiaire de la tige 7 à l'encontre de la force de rappel du ressort 16. Le gaz peut donc atteindre la rampe de brûleur 3 et il s'enflamme au contact du brûleur d'allumage 20. Dans le même temps, la membrane 8 étant en position basse, la pastille 25 va venir au collage contre l'embout magnétique 18 et c'est celui-ci qui maintiendra donc le clapet 6 en position d'ouverture. L'électroaimant 15 n'est donc commandé à la fermeture au début de chaque puisage que durant un temps très court à l'issue duquel c'est l'embout magnétique 18 qui est alimenté jusqu'à la fin du puisage. Ce séquencement des commandes permet un gain appréciable de consommation électrique et donc une durée de vie accrue des piles. Quand l'utilisateur arrête le puisage, le clapet 4 se referme et parallèlement le détecteur de débit 27 s'ouvre et coupe l'alimentation électrique du boîtier électronique 23. L'embout magnétique 18 n'est plus alimenté et libère la pastille 25 ce qui permet au ressort 16 de refermer le clapet principal 6, interrompant ainsi l'arrivée du gaz au brûleur. Le dispositif permet également l'arrêt de l'appareil, en cours de puisage, dès qu'il y a une anomalie de fonctionnement, par exemple un refoulement, une surchauffe etc... qui entraînent la coupure de l'alimentation du boîtier électronique et en conséquence l'arrêt de l'appareil. REVENDICATIONS 1. Mécanisme gaz pour chauffe-bains à gaz sans veilleuse permanente comportant une électrode d'allumage (21) et un détecteur de flamme (22) à proximité d'un brûleur d'allumage (20), ainsi qu'un boîtier de commande (9) renfermant une membrane (8) agissant sur un clapet (6) d'admission du gaz au brûleur (3), membrane délimitant deux chambres (10, 11) dans le boîtier de commande, dont l'une est mise en communication avec la chambre (2) d'admission de gaz en amont du clapet d'admission, lors de l'ouverture d'un petit clapet (14) rappelé par un ressort, l'organe de manoeuvre (15) du petit clapet mettant en communication une chambre (10) avec la canalisation d'admission gaz (2), étant commandé par un boîtier électronique (23) qui pilote également l'allumage d'un brûleur d'allumage (20) en fonction du contrôle assuré par le détecteur de flamme (22), caractérisé en ce que la membrane (8) du boîtier de commande (9) est reliée à un embout magnétique (18) assurant le maintien de ladite membrane en position d'ouverture du clapet (6) d'admission gaz au brûleur, sous le contrôle du boîtier électronique (23). 2. Mécanisme gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'embout magnétique (18) est placé dans un puits (17) prévu sous le boîtier de commande (9) et coopère avec une pastille métallique (25) montée en bout de la tige (7) de liaison entre le clapet d'admission gaz (6) et la membrane (8). 3. Mécanisme gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de manoeuvre du clapet (14) est un électroaimant (15) relié au boîtier électronique (23) par un circuit de connexion (24).