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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de
BREVET D'INTENTION par la société anonyme : "COMPAGNID GENERALE DE GAZ ET D'ELECTRIOTTE" "Veilleuse de sécurité"
La présente invention est relative à une veilleuse de sécurité pour appareil de chauffage alimenté en gaz sous pression comprenant une soupape 'contrôlant le passage du gaz, solidaire d'un équipage mobile qui sépare deux chambres dont la première est soumise à la pression du réseau de distribu- tion qui tend à ouvrir la soupape et dont la deuxième est soumise à une pression au maximum égale à la pression du ré- seau et dépendant, d'une part, d'un ajutage placé dans une conduite de communication entre les deux chambres susdites et, d'autre part,
d'un ajutage de section variable dont la section de passage est contrôlée par les déformations d'un organe dues au chauffage de cet organe par la flamme d'une veilleuse disposée en aval de ce dernier ajutage.
On connaît des veilleuses de sécurité du type susdit dans lesquelles le premier de ces ajutages est un ajutage fixe tandis que le second est constitué par une sou- pape mobile avec une membrane bi-métallique flexible pouvant être chauffée par la veilleuse, cette soupape obturant une conduite en communication avec la deuxième ohambre lorsque la membrane susdite est froide et s'écartant de son siège
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lorsque la mambrane est chauffée par la veilleuse. L'allumage de la veilleuse exige, soit un chauffage de la membrane flexible au moyen d'un bâton enflammé afin de provoquer l'alimentation de la veilleuse, soit l'ouverture d'une vanne normalement fermée dans une conduite d'alimentation directe de la veilleuse.
La présente invention a comme objet une veilleuse de sécurité d'une construction et d'une mise en service plus simples.
A cet effet, dans la veilleuse de sécurité suivant l'invention, une soupape thermostatique conditionnée de façon à être largement ouverte lorsqu'elle n'est pas soumise au chauffage de la veilleuse proprement dite et à se fermer sous l'action de ce chauffage, est placée dans la conduite'de com- munication entre les deux chambres susdites, en amont de la veilleuse et en dérivation sur une conduite de faible section; dont la section est toutefois suffisante pour maintenir la veilleuse allumée lorsque la soupape thermostatique est fermée.
'En d'autres termes, au lieu d'employer deux ajutages pour déterminer la pression dans la deuxième chambre, on n'en emploie qu'un seul. Cet ajutage unique est un ajutage de section variable disposé à l'emplacement de l'ajutage fixe de la veilleuse de sécurité connue et il se présente sous la forme, connue en soi, d'une soupape thermostatique largement ouverte à froid, cette soupape thermostatique étant, suivant l'invention, chauffée par la veilleuse allumée. Cette soupape thermostatique particulière est en outre montée en dérivation sur une conduite laissant passer en permanence un débit de gaz suffisant pour que la veilleuse reste allumée lorsque la SOUpape thermostatique est fermée.
A cette restriction près, cette conduite présente, de préférence, une très petite section afin de réduire le moins possible la sensibilité de la veilleuse de sécurité suivant l'invention.
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Si on veut en môme temps régulariser la pression d'alimentation de l'appareil dans le cas où la pression du réseau de distribution est variable, on peut avantageusement combiner la veilleuse de sécurité suivant l'invention avec un régulateur de pression.
- Dans ce cas, un passage est établi entre la deuxième chambre susdite et une troisième chambre qui communique en outre par un conduit avec la conduite d'alimentation de l'appa- reil de chauffage, le dit passage étant contrôlé par une sou- pape commandée par un équipage mobile qui est soumis à la pression dans la troisième chambre qui tend à écarter la soupape du passage et à l'action d'un ressort antagoniste.
Léinvention est également relative à une veilleuse de sécurité pour appareil de chauffage alimenté en gaz et en ax air sous pression comprenant une soupape contrôlant le passage du gaz, solidaire d'un équipage mobile qui sépare deux cham- bres dont la première est soumise à la pression du réseau de distribution, qui tend à ouvrir la soupape et dont la deuxième est soumise à une pression au maximum égale à la pression du réseau et dépendant, d'une part, d'un ajutage placé dans une conduite de communication entre les deux chambres susdites et, d'autre part, d'un ajutage de section variable dont la section de passage est contrôlée par les déformations d'un organe dues au chauffage de cet organe par la flamme d'une veilleuse disposée en aval de ce dernier ajutage.
Elle a pour but d'empêcher l'alimentation en gaz si la pression de l'air vient à disparaître.
A cet effet, dans la veilleuse de sécurité sui- vant l'invention, l'ajutage de section variable susdit est une soupape thermostatique pouvant être chauffée par une veilleuse dirigée de façon que, pour que sa flamme puisse chauffer la soupape thermostatique, il faut qu'elle soit déviée par un jet d'air sous pression sortant d'une tubulure en communication avec la source d'air sous pression qui
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alimente l'appareil de chauffage.
Bien entendu, on a intérêt à utiliser pour la veil- leuse de sécurité en cas d'absence de pression de gaz, une veilleuse de sécurité suivant l'invention telle que celle dont il a été question plus haut.
L'invention est également relative à une veilleuse de sécurité comprenant une soupape commandée par un électro- aimant qui est maintenu ouvert quand la veilleuse montée en amont de la soupape brûle et qui se ferme quand la veilleuse s'éteint.
On connaît une veilleuse de sécurité de ce genre dans laquelle, lorsque la veilleuse proprement dite brûle, elle chauffe un thermo-couple qui produit le courant d'ali- mentation d'un électro-aimant maintenant en position une ar- mature sollicitée en permanence à s'éloigner de l'électro- aimant. Lorsque le thermo-couple oesse d'être chauffé, le déplacement de l'armature provoque la manoeuvre d'un interrup- teur dans le circuit d'alimentation d'une soupape commandée par aimant unélectro-/placée dans le circuit d'alimentation de l'appareil de chauffage. Ce déplacement a comme effet de provoquer la fermeture de cette soupape.
La présente invention a comme objet une veilleuse de sécurité d'une réalisation plus simple.
A cet effet, dans la veilleuse suivant l'invention, la veilleuse proprement dite est disposée de façon à chauffer la cathode d'une valve therm-ionique montée en série avec l'enroulement de l'électro-aimant.
Avec une veilleuse de sécurité de ce genre, la cathode de la valve susdite peut être portée facilement à une température de 500 C pour laquelle un flux d'électrons passe de la cathode à l'anode. Ce flux peut être suffisant pour que le courant d'alimentation de l'électro-aimant qui en résulte puisse maintenir ouverte la soupape comms/ndée par l'électro-
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aimant. Si la veilleuse s'éteint, le flux d'électrons est supprimé et l'électro-aimant est désamorcé, ce qui entraîne la fermeture de la soupape.
Cette veilleuse de sécurité suivant l'invention peut être avantageusement combinée avec un allumage électrique automatique de la veilleuse proprement dite au moyen d'une résistance chauffante qui cesse automatiquement d'être alimen- tée quand la veilleuse brûle.
A cet effet, il suffit de brancher la résistance chauffante susdite en dérivation sur la valve therm-ionique susdite.
On peut aussi supprimer le chauffage de la résid- tanoe chauffante lorsque la veilleuse brale, dans des veil- leuses de sécurité suivant l'invention.pourvues d'une soupape thermostatique dont il a été question ci-dessus. Deux varian tes sont possibles.
Dans la première variante, la résistance chauffante est alimentée sous le contrôle d'un interrupteur qui est formé par le déplacement d'un équipage mobile lorsque celui- ci est soumis à la pression régnant en aval de la soupape thermostatique pour la veilleuse éteinte et qui est ouvert lorsque.l'équipage mobile est soumis à la pressioh régnant en aval de la soupape thermostatique pour la veilleuse allumée.
Dans la deuxième variante, la résistance chauffante est alimentée sous le contrôle d'un interrupteur qui est ouvert par le déplacement d'un équipage mobile lorsque celui- ci est soumis à la pression régnant dans la conduite d'ali- mentation de l'appareil de chauffage quand la soupape qui contrôle celle-ci est ouverte et qui est fermé lorsque l'équipage mobile est soumis à la pression dans la conduite d'alimentation de l'appareil de chauffage quand la soupape qui contrôle celle-ci est fermée.
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D'autres particularités et détails de l'invention apparaîtront au cours de la description des dessins annexés au présent mémoire, qui représentent schématiquement, et à titre d'exemple seulement, quelques formes de réalisation d'une veilleuse de sécurité suivant l'invention,
Les figures 1 à 4 représentent chacune, en coupe partielle, une veilleuse de sécurité suivant l'invention.
Dans ces différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments identiques.
A la figure 1, on a représenté une veilleuse de sécurité pour un appareil de chauffage alimenté en gaz sous pression, comprenant une soupape 2 contr8lant le passage du gaz amené sous pression par une conduite 3 vers une conduite 4 servant à l'alimentation de l'appareil de chauffage.
La soupape 2 est solidaire d'un équipage mobile constitué par une membrane flexible 5 qui sépare deux chambres désignées par 6 et par 7. La première chambre 6 est soumise à la pression d'un réseau de distribution qui tend à ouvrir la soupape 2. La deuxième chambre 7 est soumise à une pression au maximum égale à la pression du réseau de distribution.
La pression dans la chambre 7 dépend de la position qu'occupe une soupape thermostatique 8 conditionnée de façon à être largement ouverte lorsqu'elle n'est pas chauffée. Cette soupape comprend, par exemple, une tige 9 qui maintient la soupape ouverte malgré l'action d'un ressort 10 lorsqu'une buselure 11 entourant la tige 9 n'est pas chauffée. Le corps 12 de la soupape présente une petite tubulure 13 en aval du clapet 8, par laquelle le gaz peut s'échapper. Cette tubulire constitue la veilleuse proprement dite. Elle est dirigée de façon que la flamme 14 ne puisse pas chauffer la buselure 11 lorsqu'elle conserve la direction de sortie du jet de gaz.
Pour que le chauffage de cette buselure puisse avoir lieu, il faut que la flamme 14 soit déviée vers la buselure 11 par
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un jet d'air sous pression sortant d'une tubulure 15 en oom- munication par une conduite 16 avec une source d'air sous pression qui alimente l'appareil de chauffage.
Lorsque la buselure 11 est chauffée, le clapet 8 de la soupape thermostatique tend à se fermer. Cette soupape est disposée dans la conduite de communication 17 entre les chambres 6 et 7.
Si la veilleuse proprement dite n'est pas allumée, la pression dans les chambres 6 et 7 est la même et la soupape
2 reste fermée sous l'action d'un ressort 18. Si la veilleuse proprement dite est allumée, la pression en aval du clapet 8 devient inférieure à la pression de distribution et, au moment où la somme de l'action de la pression dans la chambre 7 et de l'action du ressort 18 est inférieure à l'action de la pression de distribution dans la ohambre 6, la soupape 2 s'ouvre. Si la flamme 14 s'éteint, par exemple, par suite de l'absence de pression de gaz, la soupape thermostatique 8 se rouvre largement et la soupape 2 se ferme.
Pour que, lorsque le clapet 8 de la soupape ther- mostatique montée en amont de la veilleuse proprement dite se ferme complètement, la veilleuse ne s'éteigne pas, on a prévu, en dérivation sur la soupape thermostatique, une con- duite de faible section 604,qui assure l'alimentation perma- nente de la veilleuse. On a toutefois intérêt à utiliser une
60 conduite/de très faible section afin de perturber le moins possible le fonctionnement de la veilleuse de séourité suivant l'invention tel qu'il a été exposé ci-dessus.
La conduite 60 est d'ailleurs pourvue d'un pointeau
61 permettant de régler facilement le débit de gaz par cette conduite. Ce réglage permet d'ajuster le débit calorifique à la déperdition que l'ensemble présente à la température de fonctionnement.
A la figure 2, on a représenté une veilleuse de
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sécurité suivant l'invention combinée avec un régulateur de pression. On y voit qu'un passage 19 est établi entre la deuxième chambre 7 et une troisième chambre 20 qui commu- nique en outre par un conduit 21 avec la conduite 4 d'alimen- tation de l'appareil de chauffage. Le passage 19 est contrôlé par une soupape 22 solidaire d'un équipage mobile constitué par une membrane flexible 23. Cet équipage est soumis à la pression dans la troisième chambre qui tend à écarter la soupape 22 du passage 19 et à l'action antagoniste d'un ressort 24. La pression de ce ressort peut âtre réglée par l'intermédiaire d'une vis 25 vissée dans la paroi 26 et pou- vant être bloquée dans toutes positions désirées par un écrou 27.
Aussi longtemps que la soupape 2 reste fermée et qu'il n'y a donc pas de pression dans la conduite d'alimenta- tion 4 de l'appareil de chauffage, le fonctionnement est le même que dans le cas de la veilleuse de sécurité suivant la figure 1. Mais, lorsque la soupape 2 est ouverte, il s'éta- blit dans la chambre 20 une pression qui, lorsqu'elle dépasse la pression du ressort 24, provoque l'ouverture de la sou- pape 22. A ce moment, le gaz sous pression passe de la chambre 20 dans la ohambre 7 parce que le clapet 8 de la sou- pape thermostatique est déjà fermé. Par conséquent, la soupa- pe 2 tend à se refermer jusqu'au moment où un équilibre s'établit.
La pression d'équilibre, qui est la pression d'alimentation de l'appareil de chauffage, dépend exclusi- vement de la pression du ressort 24 qui est réglable.
A la figure 3, on a représenté une veilleuse de sécurité comprenant une soupape 28 constamment sollicitée par un ressort 29 vers sa position de fermeture empêchant l'alimentation de l'appareil de chauffage par la conduite 4.
Cette soupape peut être déplacée en antagonisme avec l'ac-
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tion du ressort 29 par un électro-aimant 30 lorsque celui-ci est parcoure par un courant suffisant. Cet électro-aimant est monté en série avec une valve therm-ionique à vide 31.
Il est connecté par un conducteur 32 à la cathode 33 de cette valve dont l'anode 34 est connectée par un conducteur 35 à la source de courant qui, dans le cas de la figure 3, est censée être un réseau à courant alternatif 36. L'anode 34 est isolée de la cathode 33 par le corps 31 de la valve qui est, par exemple en quartz.
Une conduite 37 est en communication avec la con- duite 3 de distribution dugax sous pression. Cette conduite 37 présente une tubulure 38 jouant le rôle de veilleuse. Cette tubulure est disposée de façon que la flamme de la veilleuse puisse chauffer la cathode 33, par exemple au rouge sombre, c'est-à-dire à une température d'environ 500 C.
Si cette cathode est, par exemple, recouverte d'une couche d'oxyde de thorium 39, elle émet à cette température un flux d'électrons qui sont captés par l'anode 34. Ce flux est suffisant pour que le flux qui alimente l'électro-aimant 30 puisse attirer la soupape 28. Par conséquent, l'appareil de chauffage peut être alimenté.
Si la veilleuse s'éteint, par exemple par suite de l'absence de pression de gaz, la disparition du chauffage de la cathode 33 provoque immédiatement l'interruption du courant d'alimentation de l'électro-aimant 30 et la soupape 28 se referme.
L'électro-aimant 30 de la veilleuse de la figure 3 pourrait évidemment être alimenté à partir d'un réseau de distribution de courant continu dont le pôle positif serait connecté à l'anode 34, soit directement, soit indirectement par l'intermédiaire de l'enroulement de l'électro-aimant 30.
Il est à remarquer qu'au lieu d'une valve thermio- nique à vide, on pourrait employer une valve thermionique
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à atmosphère gazeuse pourvu qu'elle permette le passage du courant dès que la cathode, de préférence recouverte d'une couche d'oxyde approprié, est portée à une température sugfi- sante pour produire une émission d'électrons négatifs.
A la figure 3, on a en outre représenté un disposi- tif d'allumage électrique de la veilleuse proprement dite chauffante conçu de façon à supprimer le chauffage de la résistance/ lorsque la flamme de la veilleuse est allumée. A cet effet, la résistance chauffante 40 est montée dans le circuit secon- daire d'un transformateur 41 dont le circuit primaire est raccordé, d'une part, par un conducteur 42 à l'anode 34 et, d'autre part, par un conducteur 43 à la cathode 33.
Lorsque la veilleuse 38 est éteinte, il n'y a pas de flux d'électrons entre la cathode 33 et l'anode 34 et la différence de potentiel appliquée aux bornes de l'enrobement primaire du transformateur 41 est celle du réseau 36. Le cou- rant induit dans le secondaire de ce transformateur est suffisant pour porter au rouge la résistance chauffante 40.
Le jet de gaz sortant de la veilleuse 38 peut donc s'enflammer.
Dès qu'il passe un flux/d'électorons dans la valve thermionique 31 parce que la veilleuse allumée chauffe suffi- sa=lent la cathode 33, la tension d'alimentation du primaire du transformateur 41 tombe à la chute de tension dans la valve thermionique. On peut facilement s'arranger en construisant le transformateur 41 pour que la tension d'alimentation soit alors insuffisante pour faire rougir la résistance chauffante 40.
Si l'alimentation de l'électro-aimant était effec- tuée au moyen d'un réseau à courant continu, la résistance chauffante 40 devrait être branchée directement en dérivation sur la valve thermionique 31 au lieu de l'être par l'intermé- diaire d'un transformateur tel que 41.
On peut également équiper une veilleuse de sécurité telle que celle qui a été décrite en se référant aux figures
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1 ou 2, dtun dispositif d'allumage électrique automatique de la veilleuse proprement dite, bien que, dans le cas de ces deux figures, la veilleuse de sécurité ne comprenne pas une soupape commandée par un électro-aimant dont l'enroulement est en série avec une valve thermionique.
Un dispositif de ce genre est représenté à la figure 1 sous la forme d'une résistance chauffante 40 alimentée par un transformateur 41 dont le circuit primaire comprend un interrupteur 44 qui est fermé par le déplacement d'un équipage mobile, lorsque celui-ci est soumis à la pression régnant en aval de la soupape thermostatique 8 au moment où la veilleuse proprement dite est éteinte. Cet interrupteur comprend une membrane flexible 45 soumise, d'un côté, à la pression en aval de la soupape thermostatique 8 par le fait que la chambre 46 est raccordée par une conduite 47 à la partie de la conduite de communication 17 qui aboutit dans la chambre 7.
Lorsque cette membrane est déformée sous l'effet de cette pression, elle fait basculer un interrupteur à mercure 48 autour d'un pivot 49 jusque dans une position pour la- quelle le mercure 50 touche à la fois les bornes auxquelles aboutissent des conducteurs 51 et 52 connectés aux extrémités opposées de l'enroulement primaire du transformateur 41.
Lorsque la pression en aval de la soupape 8 est réduite dans une mesure telle que la soupape 2 s'ouvre, la membrane flexible 45 reprend une position pour laquelle l'in- terrupteur à mercure 48 occupe une position dans laquelle le mercure 50 n'est plus en contact simultanément avec les bornes auxquelles aboutissent les conducteurs 51 et 52. A ce moment, la résistance chauffante 40 n'est donc plus ali- mentée.
Comme représenté à la figure 4, on peut arriver au même résultat en contrôlant l'alimentation du transformateur
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41 au moyen d'un interrupteur à mercure 53 qui est ouvert par le déplacement d'un équipage mobile 54 lorsque celui-ci est soumis à la pression régnant dans la conduite d'alimen- tation 4 de l'appareil de chauffage quand la soupape 2 est ouverte.
L'interrupteur à mercure 53 est conditionné de façon que le mercure 50 qu'il contient relie les bornes auxquelles aboutissent les conducteurs 51 et 52 du circuit primaire du transformateur lorsque la pression régnant dans la chambre 46 connectée à la conduite 4 par une autre conduite 55 est nulle.
Lorsque l'appareil de chauffage est alimenté en gaz par suite de l'ouverture de la soupape 2, la pression dans la chambre 46 déplace la membrane flexible 54 jusque dans une position pour laquelle le mercure 50 n'établit plus la connexion entre les bornes auxquelles aboutissent les conducteurs 51 et 52.
Etant donné qu'à part le dispositif d'allumage de la flamme 14 de la veilleuse, la veilleuse de sécurité de la figure 4 est identique à celle de la figure 1, la pression est établie dans la conduite 4 lorsque la veilleuse proprement dite est allumée et, inversement, elle est sup- primée lorsque la veilleuse est éteinte.
Si on disposait de courant continu au lieu de cou- être¯ rant alternatif, l'interrupteur à mercure 48 ou 53 devrait monté en série avec la résistance chauffante au lieu de l'être avec le primaire d'un transformateur dont le secon- daire est en série avec la résistance chauffante.
Dans les formes de réalisation représentées aux figures 1,2 et 4, la veilleuse de sécurité est alimentée en air sous pression en même temps qu'en gaz sous pression et la flamme 14 de la veilleuse ne chauffe la buselure 11 que si l'air est amené sous pression. Si l'appareil de
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chauffage n'était pas alimenté en air sous pression, il y aurait bien entendu lieu d'orienter la tubulure 13 de la veilleuse pour que la flamme 14 puisse chauffer la buselure 11.
Il est évident que l'invention n'est pas exclusi- vement limitée aux formes de réalisation représentées et que bien des modifications peuvent être apportées dans la forme la disposition et la constitution de certains des éléments intervenant dans sa réalisation, sans sortir de la portée du présent brevet, à condition que ces modifications ne soient pas en contradiction avec l'objet de chacune des revendications suivantes.
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