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La présente invention concerne un mécanisme perfectionné de com- mande pour régler la chaleur fournie par un dispositif de chauffage, et plus particulièrement par un 'brûleur supérieur d'une cuisinière à gaz.
Le but principal de l'invention est de régler automatiquement le dégagement de chaleur d'un 'brûleur supérieur, de manière à maintenir à une température désirée un récipient de cuisson supporté par ce brûleur.
De nombreux aliments exigent un chauffage initial rapide pour les porter à une température prédéterminée, et ne demandent ensuite qu'une quan- tité réduite de chaleur pour maintenir cette température prédéterminée.
La présente invention a pour but d'effectuer une telle opération de cuisson, en permettant au brûleur supérieur de fonctionner à plein jusqu'à ce que la température de l'aliment à cuire ait atteint une valeur prédéterminée, et en diminuant ensuite l'alimentation du brûleur en combustible pour main- tenir l'aliment à la température appropriée.
Le mécanisme de commande conforme à la présente invention règle par un procédé thermostatique la température du contenu d'un récipient de cuisson, quand celui-ci est placé sur un brûleur de surface d'une cuisiniè- re à gaz ou d'un autre appareil analogue à gaz, en limitant la température de ce récipient par la commande du courant de gaz alimentant le brûleur cor- respondant .
Dans un mode de réalisation préféré, on utilise, pour alimenter en combustible le brûleur de surface, un dispositif à double valve à solé- noïde comportant des canaux de gaz en parallèle bu en tandem. Les deux ali- mentations sont disposées de manière à réaliser le taux maximum de chauffa- ge dès que l'on a "ouvert" le brûleur et dès qu'on a réglé la commande pour une température déterminée. Un mécanisme est également prévu pour couper d'une manière thermostatique un circuit passant par l'une des valves à so- lénoïde, quand le récipient de cuisson se rapproche d'une température choi- sie, c'est-à-dire, de la température de réglage de la commande, en diminuant ainsi l'alimentation du brûleur en combustible.
Quand on obtient la tempé- rature de cuisson désirée, ce mécanisme actionné d'une manière thermostati- que ouvre un second circuit passant par l'autre valve à solénoïde pour met- tre fin à l'écoulement du combustible dans le brûleur. Ensuite cette deu- xième valve à soilénoïde est actionnée d'une manière thermostatique, entre une position d'ouverture et une position de fermeture, de manière à mainte- nir le récipient de cuisson à la température désirée.
D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre et qui se réfère au dessin annexé. Ce des- sin montre schématiquement un système de commande de brûleur conformé à l'in- ention, certaines parties étant représentées en coupe. ,
Si on considère plus en détail le dessin, on y voit une grille annulaire de chauffage de surface 10, qui peut être supportée par la pla- que supérieure d'une cuisinière à gaz (non représentée) d'une manière bien connue. La grille 10 porte un récipient de cuisson 12; elle comporte en son centre l'ouverture habituelle recevant un élément détecteur de tempé- rature 14, qui est monté sur la cuisinière par un moyen approprié quelconque.
Un brûleur de gaz 16, supporté par un moyen approprié quelconque sur la cuisinière, est diposé en dessous de la grille 10 et autour de l'élément dé- 'lecteur de'température 14. Il est évident qu'on peut remplacer la grille 10 par une tôle de cuisson, dont la température peut être détectée de la même manière par l'élément 14.
L'élément détecteur 14 se présente sous la forme d'un récipient cylindrique 17, contenant un réservoir détecteur de température 15, qui communique avec le tube capillaire 18. Ce tube 18 comporte un serpentin 19
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qui sert à solliciter le réservoir 15 vers le récipient de cuisson 12.
Le 'brûleur 16 est muni d'un brûleur pilote 20 disposé à distance d'allumage du 'brûleur 16. Le courant de combustible est dirigé vers le brûleur 16 par une conduite principale de combustible 22, sous le contrôle d'un dispositif pilote de commande automatique 24 muni d'un robinet de fer- meture de gaz; une conduite 26 branchée sur ce dispositif fournit le com- bustible au brûleur pilote 20.
Le dispositif 24 comprend un carter creux 30, comportant une entrée 32 et une sortie 34, auxquelles sont reliées respectivement deux parties de la conduite principale de combustible 22. Une cloison 36 s'éten- dant à l'intérieur du carter 30 sépare de la sortie 34 l'entrée 32, de sor- te que l'écoulement du combustible ne peut se produire entre l'entrée et la sortie qu'en passant par une ouverture axiale 38 formée dans la cloison 36.
L'écoulement du combustible à travers l'ouverture 38 s'effectue sous le contrôle d'un dispositif de commande consistant en une valve 40 susceptible de s'appliquer sur le coté de la cloison 36, près de l'entrée 32. Cette valve 40 est munie d'une tige 42, qui traverse une cloison per- forée 44 et porte à son extrémité supérieure une armature 46. Un ressort à boudin 48 est monté entre la valve 40 et la cloison perforée 44, de maniè- re à solliciter la valve vers son siège de la cloison 36 et à provoquer ainsi la fermeture.
L'armature 46 fait partie d'un dispositif électromagnétique; elle peut se déplacer entre une position d'attraction et une position de li- bération, par rapport aux faces polaires d'un électro-aimant 50 en fer à cheval, suivant qu'un enroulement 52 associé à l'aimant 50 est excité ou n'est pas excité. Grâce au ressort à boudin 48, l'armature 46 est sollici- tée vers sa position de libération; on utilise un dispositif, que l'on dé- crira plus loin, pour placer cette armature en position d'attraction. L'en- roulement 52 est excité par un courant électrique engendré par un thermo- couple 54, qui est connecté électriquement avec l'enroulement 52 et qui est chauffé par la flamme du brûleur pilote 20.
Il est bien entendu que l'é- nergie ainsi engendrée est insuffisante pour attirer l'armature 46 à partir de sa position de libération, mais qu'elle est suffisante pour la maintenir dans sa position d'attraction, après qu'on l'y a placée au moyen du dispo- sitifmentionné ci-dessus.
Le dispositif de mise en position d'attraction comprend une tige 56 s'étendant à l'extérieur du carter 30, du coté opposé à l'aimant 50.
L'extrémité intérieure de la tige 56 s'étend à travers l'ouverture 38, sui- vant l'axe de celle-ci, jusqu'au voisinage de la valve 40. Un disque de fermeture 58 est porté sur la tige 56 et peut s'appliquer sur la face infé- rieure de la cloison 36 pour interrompre l'écoulement du combustible à travers l'ouverture 38 quand la valve 40 est éloignée de son siège pendant la mise en position d'attraction. La tige 56 est munie d'un bouton-poussoir 60 à contact momentané, qui se trouve à l'extérieur du carter 30.
Un res- sort à boudin 62 est monté entre le bouton-poussoir 60 et la face inférieu- re du carter 30, pour maintenir la tige 56 dans sa position saillante exté- rieure, avec le disque de fermeture 58 écarté de la cloison 36, Un ressort 57 de dépassement de course est maintenu en compression entre le disque 58 et une paroi du dispositif de commande 24; ce ressort sollicite le disque 58 contre une butée 59 fixée sur la tige 56, tout en permettant à celle- ci de se déplacer plus loin longitudinalement pour ouvrir la valve 40 après que le disque 58 a été appliqué sur son siège.
On allume le brûleur pilote 20 en appuyant à la main sur le bou-
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ton-poussoir 60. Cette opération sert à placer le disque 58 sur son siège et l'armature 46 contre les faces polaires de l'aimant 50. Par suite de l'application du disque de fermeture 58 sur la cloison 36, l'écoulement du combustible vers la sortie 34 est interrompu pendant cette opération de mise en place. L'ouverture de la valve 40 permet au combustible de s'écouler à travers la conduite 26 jusqu'au brûleur pilote 20, où on obtient une flam- me par un moyen approprié quelconque, par exemple une simple allumette. Le thermocouple 34 est chauffé par la flamme du brûleur pilote 20 ; il excite ainsi suffisamment l'enroulement 52 pour maintenir l'armature 46 dans sa position d'attraction.
Le bouton-poussoir 60 et la tige 56 reviennent à leur position saillante extérieure quand on cesse d'appuyer sur ce bouton.
Le disque de fermeture 58 n'empêche plus alors le combustible de s'écouler vers la sortie 34. Puisque la valve 40 est maintenue alors dans sa position d'ouverture, grâce au fonctionnement du dispositif électromagnétique, le combustible s'écoule entre l'entrée 32 et la sortie 34.
On comprend qu'on peut utiliser un autre brûleur pilote appro- prié quelconque, par exemple un simple brûleur constamment allumé, sans s'é- loigner pour cela de l'esprit de l'invention. Quand on utilise un brûleur pilote constamment allumé, le robinet réglable de fermeture 68 doit être installé séparément dans la conduite de combustible 42, pour commander le courant de combustible à travers cette conduite.
Comme on le voit sur le dessin, le carter 30 comporte un prolon- gement latéral 64, dans lequel est formé un canal 66 communiquant avec la sortie 34. L'écoulement du combustible à travers le canal 66 est commandé par un robinet de réglage et de fermeture 68 ; le combustible suit ensuite la conduite principale de combustible 22 dans un but que l'on expliquera maintenant.
Entre le dispositifpilote de commande automatique 24 et le brû- leur de surface 16 se trouve un dispositif 70 à double valve à solénoïde.
Ce dispositif 70 comprend un carter 72 comportant une entrée 74 et une sor- tie 76. L'entrée 74 peut recevoir l'extrémité de la conduite 22, tandis que la sortie 76 peut recevoir l'extrémité d'une conduite 78 aboutissant au brûleur de surface 16.
Le carter 72 comporte une cloison longitudinale 80 qui sépare l'intérieur du carter en deux chambres: une chambre d'entrée 82, communi- quant avec l'entrée 74, et une chambre de sortie 84 communiquant avec la sortie 76. La cloison 80 comporte une ouverture 86 et un orifice réduit 88 écarté longitudinalement de l'ouverture 86 par rapport au carter 72. L'é- coulement du combustible à travers l'ouverture 86 est commandé par une val- ve principale 90 susceptible de s'appliquer sur un siège 92 formé sur la surface supérieure de la cloison 80. La valve 90 est sollicitée vers sa position de fermeture par un ressort hélicoïdal 96, fonctionnant entre la surface supérieure de la valve et une surface intérieure du carter 72.
De même, l'écoulement du combustible à travers l'orifice 88 est commandé par une valve 98 susceptible de s'appliquer sur un siège 100 formé sur la surface supérieure de la cloison 80. La valve 98 est sollicitée vers sa position de fermeture par un ressort hélicoïdal 104 intercalé entre la valve et le carter 72.
Comme on l'a indiqué précédemment, l'ouverture 88 est légèrement plus petite que l'ouverture 86. On peut modifier la section de l'orifice 88 au moyen d'une tige de réglage 93 vissée dans un taraudage 94 formé dans le carter 72. Cette tige 93 comporte un canal 95 qui, quand il est aligné avec l'orifice 88, comme on le voit sur le dessin, permet un débit maximum d'écoulement du combustible à travers cet orifice. Quand on fait
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tourner la tige 93 de manière à régler sa position axiale, on détruit l'ali- gnement de son canal avec l'orifice 88 et on étrangle par conséquent la sec- tion de passage du combustible à travers l'orifice.
On peut modifier de cette manière la différence entre les débits du combustible passant respec- tivement par les ouvertures 86 et 88,dans le but d'obtenir un résultat qui apparaîtra dans l'explication que l'on va donner plus loin du fonctionnement.
Un carter 106 monté sur le carter 72 renferme deux solénoïdes 108, 110, comprenant respectivement les bobines 112, 114, et les armatures 116, 118. Comme on le voit sur le dessin, les armatures 116 et 118 sont fixées respectivement sur les valves 90, 98 dans un but que l'on expliquera plus loin. Pour exciter les solénoïdes 108, 110 en vue d'actionner les val- ves 90, 98 entre leurs différentes positions de commande, on utilise un in- terrupteur commandé thermostatiquement que l'on va décrire maintenant.
Le tube capillaire 18 communique avec un élément dilatable de "puissance" 120, qui peut être constitué par deux diaphragmes flexibles soudés ensemble à leur périphérie et portant d'un côté un bouton-poussoir 122. L'autre face de l'élément 120 est supportée par une vis 124, engagée dans un orifice taraudé approprié 126 formé dans une paroi d'un carter 128 ; l'élément 120 est monté dans une chambre 130 intérieure au carter 128. Une extrémité de la vis 124 fait saillie en dehors du carter 128 et porte un bouton de commande manuelle 132. Ce bouton permet de faire tourner la vis 124 et de régler par conséquent la position axiale de l'élément 120 par rapport au carter 128.
L'ensemble du réservoir 15 de détection de l'élément 14, du tube capillaire 18 et de l'élément dilatable 120, est rempli d'un fluide thermi- que approprié, qui se dilate, quand la température détectée par le réservoir 15 augmente, et produit la dilatation de l'élément 120.
A l'intérieur de la chambre 130 se trouvent deux contacts fixes, superposés et espacés 134, 136 qui peuvent être engagés respectivement par deux contacts mobiles 138, 140. Le contact mobile 138 est porté sur l'ex- trémité libre d'un bras 142, qui est articulé, à son autre extrémité, au moyen d'une plaque de flexion 144 fixée par un moyen approprié quelconque sur le carter 128. Le bras mobile 142 se trouve au-dessus du bouton-pous- soir 122 de l'élément 120 et porte un bloc en matière isolante 146 suscep- tible d'être engagé par le bouton 122. La plaque de flexion 144 sert à sol- liciter le bras d'interrupteur 142 dans le sens inverse de celui des aiguil- les d'une montre (en regardant le dessin) et à solliciter par conséquent le contact mobile 138 vers le contact fixe 134.
Le contact mobile 140 est porté par une extrémité d'un bras 148 articulé à son autre extrémité au moyen d'une plaque de flexion 150 fixée sur le carter 128 par un moyen approprié quelconque. La plaque de flexion 150 sollicite le bras 148 dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre, de manière à pousser le contact mobile 140 vers le contact fixe 136. Un dispositif de butée est prévu pour transmettre le mouvement du bras 142 au bras 148 dans un but qui apparaîtra parfaitement un peu plus loin .
Ce dispositif de butée se présente sous la forme d'une vis 152 traversant un orifice taraudé du bras 148 et s'étendant vers le bras 142, de manière à être engagé par un bloc isolant 154 porté par ce bras.
Les connexions électriques et les communications de combustible entre les différentes parties du système de commande apparaîtront au cours de la description que l'on va faire maintenant du fonctionnement du dispo- sitif.
Sur le dessin, le dispositif est représenté en position de fer- meture ; le combustible n'arrive pas au brûleur de surface 16, mais il arrive
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au brûleur pilote 20 par l'orifice 38. Pour faire fonctionner l'appareil, on fait tourner le robinet 68 jusqu'à sa position d'ouverture et on fait tourner le bouton 132 jusqu'à une position de réglage de la température dé- sirée. Cette rotation du bouton 132 dévisse la vis 124 en dehors du carter
128 et entraîne vers le bas l'élément 120, en permettant ainsi aux contacts mobiles 138, 140 de venir s'appliquer respectivement sur les contacts fi- xes 132, 138, comme on le voit sur le dessin.
L'appareil se trouve ainsi en état de fournir de l'énergie élec- trique à la bobine de solénoïde 112 par l'intermédiaire d'un circuit pas- sant par le fil de ligne L 1 d'une source appropriée d'énergie électrique à deux lignes, le fil 160, la bobine 112, le fil 162, le contact fixe 134, le contact mobile 138, le bras mobile 142, le fil 164 et en fin le fil de ligne L2. De même l'énergie électrique est fournie à la bobine 114 du so- lénoïde 110 par l'intermédiaire d'un circuit passant par le fil de ligne
11, le fil 160, la bobine 114, le fil 166, les contacts 136,140, le bras mobile 148, le fil 164 et enfin le fil de ligne L2.
Quand les solénoïdes 108, 110 sont ainsi excités, les valves 90,
98 passent à leurs positions d'ouverture malgré la résistance opposée par les ressorts 96, 104;''il en résulte que deux trajets parallèles s'offrent à l'écoulement du combustible vers la chambre 84 et le'brûleur 16. Le pre- mier trajet suit le canal 66, la conduite 22, la chambre 82, l'ouverture
86, la chambre 84, la conduite 78 et le brûleur 16. Le second trajet passe par le canal 66, la conduite 22, la chambre 82, l'orifice 88, la chambre
84 et enfin le brûleur 16 par l'intermédiaire de la conduite 78.
Le combustible arrivant au brûleur 16 est allumé par le brûleur pilote 20 ; le brûleur 16 fonctionne à plein débit, le gaz étant fourni pro- portionnellement par les orifices des deux valves à solénoïde 90, 98. De cette manière, les deux trajets parallèles d'alimentation fournissent au brûleur 16 un chauffage maximum, dès qu'on a "ouvert" ce brûleur et qu'on a réglé la température désirée au moyen du bouton de commande 132.
La chaleur fournie par le brûleur 16 agit comme de coutume sur l'ustensile 12 et sur son contenu. Il est évident que la température du ré- cipient 12 s'élève at provoque la dilatation de l'élément de puissance 120.
En se dilatant, cet élément 120 entraine le bouton-poussoir 122 et l'ap- plique contre le bloc 146, de manière à faire pivoter le bras d'interrupteur 142 dans le sens des aiguilles d'une montre, malgré la résistance de la plaque de flexion 144, et à éloigner ainsi le contact 138 du contact fixé 134 contre lequel il était appliqué.
L'ouverture des contacts 134, 138 coupe le circuit de la bobine de solénoïde 112 et permet au ressort 96 de fermer la valve 90. A ce stade du fonctionnement, les contacts 136, 140 sont encore engagés l'une contre l'autre et la bobine 114 toujours excitée maintient la valve 98 en position d'ouverture. En conséquence, le combustible arrive au brûleur 16 avec un débit réduit en passant seulement à travers le petit orifice 88 ; il en ré- sulte que l'ustensile 12 est chauffe continuellement avec un débit plus fai- ble.
Quand la température du récipient 12 s'élève, sous l'action du chauffage fourni par le brûleur 16 avec un plus faible débit de combustible, cette élévation de température est détectée par l'élément 14 et l'élément 120 continue à se dilater. Cette dilatation continue de l'élément 120 dé- place le bloc 154 et l'engage contre la vis 152 portée par le bras d'inter- rupteur 148. Quand l'ustensile 12 atteint la température désirée et réglée précédemment au moyen du bouton 132, l'élément 120 s'est suffisamment dila- té pour entraîner la vis 152, pour déplacer le bras d'interrupteur 148 mal- gré la résistance de la plaque de flexion 150, et pour séparer les contacts
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136, 140.
Cette séparation des contacts 136, 140 ouvre le circuit de la bobine de solénoïde 14, supprime donc l'excitation de celle-ci et permet à la valve 98 de se fermer sous l'action du ressort 104. Cette action fer- me complètement l'arrivée du combustible au brûleur 16, de sorte que l'us- tensile 12 ne peut pas temporairement être chauffé davantage.
On voit que, si la température de l'ustensile 12 reste égale ou supérieure à la température désirée et réglée, l'élément de puissance 120 reste suffisamment dilaté pour maintenir le levier de commande 148 dans une position séparant les contacts 136, 140 de sorte que les deux bobines 112, 114 restent non excitées et que l'alimentation du brûleur 16 en com- bustible ne peut avoir lieu. Quand la température du récipient 12, tempé- rature détectée par le réservoir détecteur 15, diminue, l'élément 120 se contracte pour permettre au bras d'interrupteur 148 de se déplacer vers le bas sous l'action de la plaque de flexion 150.
Ce mouvement du bras 148 applique le contact 140 contre le contact 136, de manière à fermer de nou- veau le circuit de la bobine de solénoïde 114, à ouvrir la valve 98 et à fournir de nouveau du combustible au brûleur 16 avec un débit réduit. Ain- si le brûleur 16 fonctionne d'une manière cyclique par la répétition de l'excitation et de la suppression de l'excitation de la bobine de solénoï- de 114, pendant que les contacts 136, 140 ferment et ouvrent le circuit de cette bobine.
Si la température de l'ustensile 12 tombe suffisamment en des- sous de la température désirée et réglée, ou bien si le dégagement réduit de chaleur n'est pas suffisant pour rétablir la température désirée, l'élé- ment 120 se contracte davantage pour permettre au bras de commande 142 d'ap- pliquer le contact mobile 138 sur le contact fixe 134, en complétant ainsi le circuit de la bobine 112. L'excitation de cette bobine fait passer la valve 90 en position d'ouverture, de manière à alimenter au maximum en com- bustible le brûleur 16. Dans ce cas, les deux trajets de combustible à travers le dispositif 70 sont utilisés, puisque les deux valves 90, 98 sont ouvertes; le brûleur 16 est donc alimenté avec un débit maximum de combustible.
On a supposé, dans les explications précédentes du fonctionnement, que le robinet de réglage et de fermeture 68 était placé de manière à per- mettre le débit maximum de combustible. Cette position du robinet 68 est généralement adoptée, quand on utilise des récipients de cuisson à capaci- té relativement grande. Dans le cas où on veut au contraire chauffer une petite quantité de nourriture dans un petit récipient, il est nécessaire d'utiliser une flamme courte, et on règle alors le robinet 68 de manière à faire passer à travers celui-ci un débit proportionnellement plus faible de combustible, sans affecter aucunement le rapport des débits à travers les valves 90, 98.
En d'autres termes, quand les deux valves 90, 98 sont ouvertes, la quantité de combustible passant à travers ces valves est égale à celle traversant le robinet 68 ; la valve 90 est fermée, le débit du combustible à travers la valve 98 est réduit par rapport au débit à travers le robinet 68.
D'après ce qui précède, on voit que l'invention peut régler ther- mostatiquement l'arrivée du combustible à un brûleur supérieur, entre deux valeurs, l'une minima et l'autre maxima, du débit du combustible, et qu'on peut utiliser un récipient de dimensions quelconques pour effectuer la cuis- son d'une quantité quelconque de nourriture que le brûleur est capable de chauffer correctement.
On voit donc que le dispositif décrit permet de commander ther- mostatiquement un brûleur de surface, de manière à ne consommer du combusti- ble et à ne fournir de la chaleur que suivant les besoins. Le dispositif
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perfectionné de commande thermostatique constitue également le moyen le plus économique., au point de vue consommation de combustible, construction et entretien, pour commander l'arrivée d'un combustible à un brûleur de surface.
Le dispositif décrit est commandé par une action électromécanique plutôt que par une opération purement mécanique; ainsi, le dispositif fonc- tionne efficacement, quelles que soient les dimensions ou la forme du brû- leur et sans aucune restriction en ce qui concerne l'emplacement relatif des éléments du dispositif;
On a représenté et décrit ici un seul mode de réalisation de l'in- vention, mais il est évident pour les techniciens qu'on peut réaliser l'in- vention sous des formes variées et qu'on peut apporter au dispositif décrit ici des modifications dans la construction et la disposition des pièces, sans sortir pour cela du domaine de l'invention.
REVENDICATIONS.