Brevet FR2800158A1 — publié le 20010427

GENERATEUR D'EAU CHAUDE MUNI D'UN INTERRUPTEUR MAGNETIQUE La présente invention est relative à un générateur d'eau chaude et en particulier à un générateur d'eau chaude sanitaire. générateurs d'eau chaude couramment rencontres comprennent - brûleur, - une conduite d'arrivée de combustible qui sélectivement obturable par un clapet lui-même muni d' tige de commande mobile axialement, la conduite étant respectivement obturée et ouverte par le clapet dans des première deuxième positions de la tige de commande, - aimant déplaçable entre une position de repos et une position active correspondant respectivement à l'une et à l'autre des première et deuxième positions de la tige de commande - et un interrupteur magnétique du genre dit "ampoule REED" susceptible de passer de l'un des états ouvert et fermé à l'autre des états ouvert et fermé lors déplacement de l'aimant entre ses positions de repos active. Les interrupteurs magnétiques du genre "ampoule REED" donnent de mauvaises informations au sujet fonctionnement du générateur lorsque les aimants de interrupteurs sont liés à la tige de clapet. En effet, la tige de clapet provoque un déplacement de l'aimant trop important, provoquant des changements d'état de l'ampoule intempestifs. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en fournissant un générateur dans lequel la tige de clapet est libre de se déplacer sans gêner fonctionnement de l'ampoule REED. A cet effet, selon l'invention, un générateur d' chaude du type précité, est essentiellement caractérisé en ce l'aimant est déplaçable parallèlement à la tige de commande, en que le générateur comprend en outre des moyens d'attraction de l'aimant qui attirent et bloquent l'aimant dans 'une de ses positions de repos et active, en que la tige comporte des moyens de butée qui repoussent l'aimant à l'encontre de l'effet des moyens d'attraction dans l'autre des première et deuxième positions de tige, et ce que le déplacement de la tige et des moyens de butée est supérieur au déplacement de l'aimant. Ainsi, grâce à ces dispositions, la course de la tige de clapet n'est pas limitée tandis que l'action l'aimant vis-à-vis de l'ampoule REED est optimale et sans augmenter le nombre de pièces constitutives du générateur. Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes - la tige comporte un premier tronçon et un deuxième tronçon dont la surface de la section transversale est réduite par rapport à celle du premier tronçon, le changement de section définissant un épaulement formant moyens de butée, le tronçon de section réduite étant monté coulissant au travers de l'aimant ; - les moyens d'attraction comportent une plaquette réalisée en matériau ferromagnétique au travers de laquelle sont montés coulissants les premier et deuxième tronçons de la tige ; - les premier et deuxième tronçons sont en appui axial ; - dans la deuxième position de la tige, l'aimant est appliqué contre l'anneau pour être dans sa position active et le tronçon de diamètre réduit traverse l'anneau, et dans la premiere position de la tige, le tronçon de section supérieure traverse l'anneau et l'épaulement repousse l'aimant position de repos ; - la plaquette ferromagnétique comprend un anneau ; - le générateur est d'axe sensiblement vertical et l'anneau est situé au-dessus de l'aimant ; - l'anneau est porté par un presse-etoupe ; - le générateur comprend en outre une conduite d'entrée d'eau froide reliée ' un circuit eau froide, une conduite de sortie d'eau chaude reliée à un circuit eau chaude, un échangeur de chaleur interposé entre le circuit eau froide et le circuit eau chaude, le brûleur transférant de la chaleur vers l'échangeur, une enceinte divisée par un élément déplaçable en une première chambre et en une deuxième chambre, la première chambre étant soumise à la pression régnant dans la conduite d'entrée d'eau froide et la deuxième chambre étant soumise une pression inférieure, l'écart de pression étant proportionnel à la quantité d'eau chaude puisée, ledit élément déplaçable étant déplaçable sous l'effet de la différence de pression entre les première et deuxième chambres, le deplacement de la tige de commande du clapet étant lié au déplacement de l'élément déplaçable ; - l'anneau est situé au niveau d'une liaison entre des parties constitutives du générateur adjacentes au combustible et des parties constitutives du générateur adjacentes à l'eau ; et - l'ampoule REED est reliée à un circuit de commande d'admission de gaz. D'autres caractéristiques et avantages -de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d' de ses formes de réalisation, donnée à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un générateur d'eau chaude muni d'une ampoule REED et d'un aimant selon la présente invention, l'ensemble étant representé en position de puisage ; - la figure 2 est une vue agrandie des éléments constitutifs du générateur de la figure adjacents à l'aimant et à l'ampoule REED, représentés position de puisage sur la partie droite de la figure et position de non puisage sur la partie gauche de cette figure ; et - la figure 3 est un diagramme montrant l'état de l'ampoule REED en fonction du déplacement de l'aimant. Le générateur d'eau chaude 1 représenté à la figure 1 comprend, de manière connue en soi, une conduite d'entrée d' froide 2 reliée à un circuit d'eau froide 3, une conduite de sortie d'eau chaude 4 reliée à un circuit d'eau chaude 5, un échangeur de chaleur 6 interposé entre ledit circuit d'eau froide 3 et ledit circuit d'eau chaude 5 ainsi qu'un brûleur 7 à combustible fluide qui transfère de la chaleur vers l'échangeur de chaleur 6. Le combustible fluide utilisé ici est par exemple gaz naturel qui, lorsqu'un utilisateur puise de l' chaude, brule en formant une rampe de flammes 8 dont la chaleur utilisée pour chauffer l'eau circulant dans l'échangeur de chaleur 6 placé au-dessus du brûleur 7. Le gaz naturel est délivré au brûleur 7 selon le sens des flèches F par l'intermédiaire d'une conduite d'arrivée de combustible 10 qui peut être ouverte ou fermée par un clapet 11. Le clapet 11 est mobile axialement, parallèlement à un axe X-X s'étendant lui-même parallèlement à la hauteur du générateur d'eau chaude. Le clapet 11 obture sélectivement la conduite d'arrivée 10 sous l'action d'une tige de commande d'axe X-X. générateur comprend en outre un interrupteur magnétique 30 du type ampoule REED associé à un aimant qui seront décrits ci-après. L'interrupteur est relié à circuit de commande (non représenté) qui permet de provoquer sélectivement l'admission du gaz dans le brûleur 7 et dans une veilleuse 9 d'allumage du brûleur. La tige de commande 12 est d'une part reliée au clapet 11 et d'autre part montée débouchante dans une enceinte située à l'aplomb du clapet 11. Dans cette enceinte montée mobile un élément déplaçable 16 divise en deux ladite enceinte. Cet élément déplaçable prend la forme d'une membrane souple qui sépare l'enceinte en première chambre 17 et en une deuxième chambre 18. La première chambre 17 est directement reliée à la conduite d'entrée d'eau froide 2 pour être soumise à la pression régnant dans cette conduite tandis que la deuxième chambre 18 est reliée à cette conduite en aval de moyens de restriction 19. Ces moyens prennent par exemple la forme d'un Venturi et provoquent une chute de pression qui est d'autant plus forte que le débit d'eau circulant dans la conduite est important. Ainsi, la membrane souple 16 est soumise à une différence de pression qui varie selon la quantité d'eau chaude puisée par un opérateur, ce qui provoque une déformation de cette membrane. Pour une description plus complète ce dispositif, le lecteur pourra se reporter au contenu document FR-A-97 15 944. tige 12 étant solidaire de la membrane souple 16, le déplacement vertical de la tige de commande 12 est " à la quantité d'eau chaude puisée. Lorsque de l'eau chaude puisée, la membrane souple 16 se soulève et la tige 12 entraînée verticalement vers le haut, soulevant le clapet 11 pour ouvrir la conduite d'arrivée de combustible 10 (figure 1). Au contraire, lorsque l'opérateur ne puise pas d'eau chaude, la tige de clapet 12 est abaissée de sorte que le clapet 11 obture la conduite d'arrivée de gaz 10. Ainsi, la tige de clapet 12 se déplace proportionnellement au mouvement de la membrane souple 16 pour admettre plus ou moins de gaz dans le brûleur 7. La tige de commande 12 occupe donc toutes les positions entre une première position dans laquelle la conduite 10 est obturée et une deuxième position dans laquelle cette conduite est totalement ouverte. Par ailleurs, la partie supérieure du générateur d'eau chaude 2 est communément appelée la partie gaz 20 tandis la partie inférieure est communément appelée partie 21. Le montage des parties 20 et 21 est réalisé par emboîtement d'un tronçon 22 formant manchon de la partie eau 21 dans un tronçon creux 23 par exemple de section carrée ou cylindrique solidaire de la partie gaz 20. L'étanchéité est réalisée grâce à un joint torique entourant la tige de clapet 12 au niveau de l'enceinte 15 par un joint torique 25 entourant la tige de clapet 12 voisinage de l'extrémité du cylindre 23. Les parties gaz et eau 21 sont mutuellement solidarisées par une pince dont branches pénètrent dans.des gorges des parties gaz et on rappelle ici pour mémoire qu'une ampoule REED est un interrupteur magnétique qui est composé de deux lames souples enfermées dans une ampoule de verre sous atmosphère neutre. Les deux lames se collent ou s'écartent pour fermer ou ouvrir l'interrupteur à partir de valeurs prédéterminées par construction d'un champ magnétique exercé par l'aimant. La variation du champ magnétique est due au déplacement de l'aimant devant l'ampoule REED. Par convention, la fermeture de l'interrupteur magnétique correspond ici au puisage d'eau chaude et l'ouverture de cet interrupteur correspond au non puisage. L'interrupteur est maintenu dans l'état fermé tant que l'aimant est dans une position dite active. Lorsque l'aimant revient dans une position dite de repos, l'interrupteur magnétique se rouvre. Selon la présente invention, l'ampoule REED 30 est montée au voisinage de l'extrémité du manchon 22 débouchant dans le cylindre 23. En regard de l'ampoule REED 30 est ménagee une cage 35 d'axe X-X et dans laquelle se déplace vers haut ou vers le bas l'aimant 31. A l'aplomb de la cage 35, le cylindre 23 supporte un presse étoupe 36 d'axe X-X et qui porte lui-même des moyens d'attraction 37 de l'aimant 31. Ces moyens prennent la forme d'une plaquette de forme carrée ou rectangulaire ou bien encore circulaire tel qu'un anneau également d'axe X-X. L'anneau est réalisé en un matériau ferromagnétique, par exemple acier ferromagnétique de manière à provoquer naturellement le déplacement vers 'Le haut de l'aimant 31 par effet d'attraction mutuelle entre l'anneau et l'aimant. Par ailleurs, la tige de commande 12 du clapet 11 est constituée d'un tronçon supérieur 40 et d'un tronçon inférieur 41. Le tronçon supérieur 40 est relié au clapet 11 tandis que le tronçon inférieur 41 est relié à la membrane souple 16 et est d'un diamètre inférieur à celui du tronçon supérieur 40 de manière à définir un épaulement 42. anneau 37 possède un orifice axial dont le diamètre supérieur au diamètre du tronçon supérieur 40 de la tige 12. L'aimant 31 est percé d'un trou d'un diamètre compris entre celui du tronçon inférieur 41 de cette tige et celui du tronçon supérieur 40. L'ensemble de l'ampoule REED 30, de l'aimant 31 et de l'anneau 37 est situé au voisinage de la position atteinte par l'épaulement 42 lorsque la tige de commande 12 est en position basse correspondant à l'absence de puisage d'eau chaude (cette position correspond à la situation représentée en partie gauche de la figure 2). Dans cette position, l'aimant 31 est en butée contre l'épaulement 42 et est écarté de l'anneau 37 par cet épaulement à 1 encontre de l'effet d'attraction. Cette position est la position de repos de l'aimant 31 dans laquelle l'ampoule REED 30 est dans l'état ouvert. Cet état correspond à l'état 0 représente à la figure 3. contraire, lorsqu'un opérateur puise de l'eau chaude, la tige de commande 12 se déplace vers le haut (partie droite de la figure 2). L'épaulement est ainsi entraîné vers le haut, libérant l'aimant 31 vient se plaquer contre l'anneau 37 par effet d'aimantation. La tige de commande 12 poursuit ensuite son mouvement vers le haut de sorte que son tronçon inférieur 41 coulisse à la fois dans l'aimant 31 et dans l'anneau 37, l'aimant restant en position fixe contre l'anneau 37. L'aimant 31 a alors atteint une position dans laquelle le champ magnétique au voisinage de l'ampoule REED 30 provoque le passage à l'état fermé de cette ampoule. état correspond à l'état 1 représenté à la figure 3. Etant donné que l'aimant 31 reste en position fixe contre l'anneau 37, le champ magnétique exercé par l'aimant sur les lames l'ampoule REED 30 ne varie pas de sorte que l'ampoule REED est maintenue dans l'état fermé tant que la tige de commande 12 est en position haute. Le circuit de commande auquel reliée l'ampoule REED provoque l'admission de gaz au brûleur et ' la veilleuse. Le déplacement vertical de la tige de commande est ainsi supérieur au déplacement vertical de l'aimant ce ' permet un bon fonctionnement du clapet 11 tout maintenant l'effet de l'aimant 31 sur l'ampoule 30. Lorsque le puisage est à nouveau arrêté, la tige de commande 12 se déplace vers le bas, entraînant l'aimant vers position de repos par action de l'épaulement 42 celui-ci. L'ampoule REED 30 revient à son état ouvert en un instant différent de celui correspondant à son ouverture raison des effets d'hystérésis. L'effet d'attraction entre l'aimant 31 et l'anneau 37 permet de rappeler l'aimant dans sa position active partir de sa position de repos) sans avoir besoin d' ressort de rappel dont la présence aurait compliqué la réalisation de l'étanchéité entre les parties gaz 20 et eau 21 du générateur. En variante, les deux tronçons 40 41 de la tige de commande 12 sont distincts et sont en simple appui l'un contre 1 autre. comprend par ailleurs que l'anneau 37 peut être placé dessous de l'aimant 31. L'épaulement 42 est alors réalisé par un changement de diamètre du tronçon inférieur 40 qui serait alors supérieur au diamètre du tronçon supérieur 41. Enfin, dans le mode de réalisation decrit, l'ampoule REED est disposée transversalement à l'axe de la tige de clapet de sorte que les lames de l'ampoule sont perpendiculaires à cet axe. En variante, l'ampoule peut être placée longitudinalement pour que les lames soient parallèles à l'axe de la tige. REVENDICATIONS 1. Générateur d'eau chaude comprenant - un brûleur (7), - une conduite d'arrivée de combustible (10) qui est sélectivement obturable par un clapet (11) -même muni d'une tige de commande (12) mobile axialement, conduite (10) étant respectivement obturée et ouverte le clapet (11) dans des première et deuxième positions la tige de commande (12), - un aimant déplaçable (31) entre position de repos et une position active correspondant respectivement à l' et à l'autre des première et deuxième positions de la tige de commande (12), - et un interrupteur magnétique (30) du genre dit "ampoule REED" susceptible de passer de l' des états ouvert et fermé à l'autre des états ouvert et fermé lors du déplacement de l'aimant (31) entre ses positions de repos et active, caractérisé en ce que l'aimant est déplaçable parallèlement à tige de commande (12), en que le générateur (1) comprend en outre des moyens d'attraction (37) de l'aimant (31) qui attirent et bloquent l'aimant (31) dans l'une de ses positions repos et active, en ce que la tige (12) comporte des moyens de butée (42) qui repoussent l'aimant (31) à l'encontre de l'effet des moyens d'attraction (37) dans l'autre des première et deuxième positions de la tige (12), et en ce que le déplacement de la tige (12) et des moyens de butée (42) est supérieur au déplacement de l'aimant (31). 2. Générateur selon la revendication dans lequel la tige comporte un premier tronçon (40) un deuxième tronçon dont la surface de la section transversale est réduite par rapport à celle du premier tronçon (40), le changement de section définissant un épaulement (42) formant moyens de butée, le tronçon de section réduite (41) étant monté coulissant au travers de l'aimant (31). 3. Générateur selon la revendication 2, dans lequel les moyens d'attraction (37) comportent une plaquette réalisée en matériau ferromagnétique au travers de laquelle sont montes coulissants les premier et deuxième tronçons (40,41) tige (12). . Genérateur selon la revendication 3, dans lequel les premier (40) et deuxième (41) tronçons sont en appui axial. 5. Générateur selon la revendication 4 dans lequel, dans la deuxième position de la tige (12), l'aimant (31) est appliqué contre l'anneau (37) pour être dans sa position active et le tronçon de diamètre réduit (41) traverse l'anneau , et dans la première position de tige (12), le tronçon section supérieure (40) traverse 'anneau (37) et l'épaulement (42) repousse l'aimant (31) position de repos. 6. Générateur selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel la plaquette ferromagnétique (37) comprend un anneau. 7. Générateur selon la revendication 5 ou 6, dans lequel le générateur (1) est d'axe (X-X) sensiblement vertical et l'anneau (37) est situé au-dessus de l'aimant (31). 8. Générateur selon la revendication 6 ou 7, dans lequel l'anneau (37) est porté par un presse-étoupe (36). 9. Générateur selon revendication 8, dans lequel le générateur (1) comprend outre une conduite d'entrée d' froide (2) reliée à un circuit eau froide (3), une conduite de sortie d'eau chaude (4) reliée à un circuit eau chaude (5), un échangeur de chaleur (6) interposé entre le circuit eau froide (3) et le circuit eau chaude (5), le brûleur (7) transférant de la chaleur vers l'échangeur (6), une enceinte (15) divisée un élément déplaçable (16) en une première chambre (17) en une deuxième chambre (18), la première chambre (17) étant soumise à la pression régnant dans la conduite d'entrée froide (2) et la deuxième chambre (18) étant soumise pression inférieure, l'écart de pression étant proportionnel à la quantité d'eau chaude puisée, ledit élément déplaçable (16) étant déplaçable sous l'effet de la différence de pression entre les première (17) et deuxième (18) chambres, le déplacement de la tige de commande (12) du clapet (11) étant lié au déplacement de l'élement déplaçable (16). 10. Générateur selon la revendication 9, dans lequel l'anneau (37) est situé au niveau d'une liaison entre des parties constitutives (20) du générateur (1) adjacentes au combustible et des parties constitutives (21) du générateur (1) adjacentes à l'eau. 11. Générateur selon revendication 9 ou 10, dans lequel l'ampoule REED (30) reliée à un circuit de commande d'admission de gaz.