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La présente invention a pour objet un procédé pour contrôler le débit d'un combustible arrivant à un brûleur à l'aide d'au moins un organe thermosensible, dans lequel le débit du combustible doit être coupé chaque fois que le brûleur stéteint accidentellement en service normal, ce qui empêche le combustible de sortir du brûleur sans être brûlé. L'invention se rapporte également à un brûleur contrôlé par au moins un organe thermosensible. Cet organe thermosensible est constitué de préférence par un thermocouple, mais peut aussi bien être formé par une lame bimétallique ou par tout autre moyen se dilatant sous l'action de la chaleur.
Jusqu'à présent, on avait l'habitude de contrôler le fonctionnement d'un brûleur en prévoyant un brûleur à veilleuse agencé de façon à allumer le brûleur et en disposant un organe thermosensible dans la zone de chauffage de ce brûleur à veilleuse, une soupape principale
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étant disposée dans la conduite conduisant le combustible au brûleur et étant montée devant le dispositif réglant le débit de combustible, de telle manière que cette soupape principale passe automatiquement de la position ouverte à la position fermée chaque fois que le brûleur à veilleuse s'éteint pendant le fonctionnement du brûleur et que par suite l'organe thermosensible se refroidit.-- Par exemple,
pour une cuisinière ou n'importe quel autre appareil comportant plus d'un brûleur devant être contrôlé par un dispositif de sécurité du type susmentionné, tous les brûleurs étaient contrôlés par un seul brûleur à veilleuse par l'intermédiaire de tubes d'allumage individuels, de sorte qu'un seul dispositif thermique de contrôle était nécessaire pour tous les brûleurs.
Ce système d'allumage présente différents inconvénients essentiels. Des tubes d'allumage et d'autres systèmes analogues de transmission se sont révélés être des élé- ments intermédiaires peu sûrs entre le brûleur à veilleuse et le brûleur principal. La sûreté de tels systèmes dépend grandement des variations de la pression et de la composition du gaz.
Si la teneur en azote du gaz dépasse une quantité maximum admissible, le mélange produit dans le tube d'allumage n'est plus allumé par la veilleuse, ou bien les autres éléments d'allumage ne fonctionnent pas correctement, et le dispositif de sé- curité ne fonctionne pas du tout, ou bien l'allumage du brûleur est retardé dans une telle mesure qu'une quantité suffisante de gaz s'échappe du brûleur sans être brûlée pour provoquer un risque d'explosion ou .l'intoxication. Si la veilleuse associée à un certain nombre de brûleurs, par exemple d'une cuisinière, s'éteint
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et que par conséquent la soupape principale de l'appareil se ferme de la manière indiquée plus haut ,l'admission de gaz est coupée pour tous les brûleurs de l'appareil.
Si le système de sécurité commun de tous les brûleurs ne fonctionne pas pour une raison quelconque, par exemple du fait que la soupape principale est bloquée dans sa position ouverte, le contrôle pour tous les brûleurs ne fonctionne pas non plus.
Avec le procédé suivant l'invention pour con- .trôler un brûleur, les désavantages susmentionnés peuvent être évités lorsqu'au moins un organe thermosensible commandant un dispositif de fermeture disposé dans la conduite amenant le combustible au brûleur, possède un système mobile à ressort pour fermer le dispositif de fermeture, le système à ressort étant commandé par ledit organe thermosensible de telle façon que son effet de fermeture puisse être neutralisé.
Du fait que ledit système de fermeture à ressort est mobile avec le dispo- sitif de fermeture, le dispositif de réglage normal, par exemple un robinet de réglage, associé au brûleur, peut être employé comme dispositif de fermeture et il n'est pas nécessaire de prévoir une soupape principale spéciale, commandée par ledit organe thermosensible, comme c'était le cas avec les systèmes de sécurité connu. mentionnés plus haut. Des dispositifs d'allumage peu sûrs tels que des tubes d'allumage ou analogues ne sont' plus nécessaires.
Une difficulté particulière se produit lorsque emploie comme organe de contrôle un dispositif de réglage du brûleur, parce que le dispositif de réglage doit être ramené dans sa position fermée à partir de n'importe
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quelle position de réglage chaque fois que le brûleur s'éteint pendant son fonctionnement. Cette difficulté était surmontée dans lesdits dispositifs de sécurité connus, possédant un dispositif de fermeture spécial indépendant de l'organe de réglage du brûleur, en pré- voyant une position fermée et une position ouverte seulement pour le dispositif de fermeture, de sorte que le dispositif de fermeture était amené à la main dans la position ouverte et était automatiquement maintenu dans cette position aussi longtemps que le brûleur à veilleuse brûlait.
Avec le brûleur contrôlé suivant l'invention, cette difficulté est surmontée en prévoyant dans l'organe de réglage du brûleur des moyens de ferme- ture contrôlés thermiquement et des moyens pour neutra- liser l'effet de ces moyens de fermeture, lesdits moyens de fermeture et les moyens de neutralisation étant agencés de façon à suivre les déplacements du dispositif de réglage.
Avec les systèmes de contrôle et de sécurité connus susmentionnés pour les brûleurs, il est possible de maintenir le dispositif de fermeture contrôlé par l'organe thermosensible dans sa position ouverte aussi longtemps qu'on le désire. Ainsi même les faibles quan- tités de gaz s'échappant dudit brûleur à veilleuse produisent un mélange explosif ou intoxicant. L'organe de commande prévu pour ouvrir la soupape principale peut être bloqué dans sa position de service, pour la- quelb la soupape principale est ouverte, par mauvaise intention ou en raison de la mauvaise humeur provoquée par un défaut de fonctionnement du dispositif de sécurité.
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Dans une forme d'exécution préférée de l'in- vention, cet inconvénient peut être évité lorsque la - liaison entre un organe de commande et un organe de fermeture dans la conduite amenant le combustible au brûleur est établie exclusivement en fonction de la température dudit organe thermosensible. Ceci signifie / que l'organe de fermeture est contrôlé par l'organe thermosensible de telle manière qu'il ne peut être écarté de sa position de fermeture qu'en fonction de la tempé-
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- rature de .l'organe-thermosensible.
En plus des dangers et désavantages susmention- nés des systèmes de contrôle connus, un grave inconvé- nient réside dans le fait que le dispositif de fermeture ou la soupape principale doit être maintenu à la main dans sa position ouverte jusqu'à ce que le contrôle thermique commence à fonctionner, pour maintenir auto- matiquement le dispositif de fermeture dans sa position ouverte, plusieurs secondes étant normalement nécessaires pour que le système de contrôle commence à fonctionner.
C'est pourquoi des recherches ont été faites pour four- nir des moyens mécaniques maintenant le dispositif de fermeture contrôlé thermiquement dans sa position ouverte pendant le temps nécessaire pour rendre efficace le contrôle thermique, après quoi ces moyens mécaniques sont mis hors de prise. Il n'était cependant pas possible de trouver des moyens de blocage appropriés de ce type jusqu'à présent.
Lorsqu'on emploie le procédé mentionné en dernier lieu, conforme à l'invention, pour contrôler , un brûleur, ces inconvénients peuvent aussi être sur- montés par le fait que l'admission du combustible dans . le brûleur est coupée aussi longtemps que l'organe
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thermosensible n'a pas été chauffé par une source de chaleur indépendante de la fourniture de combustible au brûleur et ayant de préférence une durée de fonction- nement limitée, par exemple une allumette.
Après un temps donné qui, avec un peu d'expérience, peut être facilement estimé par le degré de combustion de l'allu- mette, le dispositif de fermeture peut être ouvert, après quoi le combustible admis au brûleur est immédia- tement allumé par l'allumette qui continue de brûler. pans ce cas, le temps pendant' lequel 1* allumette se consume est une période de sécurité, parce que lorsque le brûleur ne fonctionne pas encore au moment où lrallu- mette s'éteint, il est impossible au combustible de parvenir au brûleur. De préférence, l'organe thermosen- sible est situé dans la zone d'allumage du brûleur, de sorte que le combustible s'échappant du brûleur lorsque le dispositif de fermeture est,ouvert, s'enflamme immé- diatement.
Par suite., avec ce système, il est impossible que le combustible s'échappe du brûleur sans être en- flammé et brûlé. En d'autres termes, un endroit d'allu- mage est marqué sur le brûleur par l'organe thermosen- sible, et l'arrivée de combustible au brûleur reste coupée aussi longtemps que des mesures n'on pas été prises pour enflammer le combustible en cet endroit. Un autre but de l'invention est de prévoir des moyens pour maintenir aussi basse que possible l'inertie indésirable. du système de contrôle lorsque ce dernier est muni d'un thermocouple. A cet effet, la différence de température entre les endroits de contact des électrode du thermo- couple est maintenue aussi faible que possible.
Conformé- ment à l'invention, ce résultat est obtenu en disposant
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les points de contact des électrodes du thermocouple relativement au brûleur de manière que ces points de contact soient chauffés à des températures différant peu l'une de l'autre pendant le fonctionnement du brûleur.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réa- lisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu, partie de ladite .invention.
La fig. 1 est une vue en coupe d'un brûleur à gaz ayant un dispositif de réglage comprenant une soupape àdisque et une .buse de réglage.
Les fig. 2 et 3 représentent un autre brûleur à gaz ayant un robinet de réglage, respectivement en coupe suivant la ligne II - II de la fig. 3 et suivant la ligne III - III de la fig. 2.
La fig. 4 est une coupe' axiale d'un autre brû- leur à gaz ayant un robinet de réglage.
La fig. 5 est une coupe suivant la ligne V - V de la fig. 4.
La fig. 6 est une coupe suivant la ligne VI - VI de la fig. 4.
La fig. 7 représente schématiquement une autre forme d'exécution du système de contrôle pour.un brûleur suivant l'invention.
Les fig. 8 etreprésentent schématiquement une disposition avantageux du thermocouple dans un système suivant l'invention.
Le brûleur à gaz montré sur la fig. 1, destiné . à être employé par exemple dans une cuisinière, présente
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un carter de réglage 1, un support 2 pour le brûleur et un support 3 pour un organe thermosensible 4, les parties 1 à 3 étant faites en une seule pièce moulée.- Par ce moyen, les positions relatives désirées entre le tube mélangeur 5 du brûleur et la buse du brûleur 6 dans le carter de réglage 1 ainsi qu'entre l'organe thermosensible 4 et les ouvertures de brûleur 7, res- pectivement la flamme de brûleur 8 sont maintenues invariables. Le carter de réglage 1 est fermé au moyen d'une membrane 9 et d'un couvercle 10.
Une vis de com- mande 11 est prévue dans un taraudage du couvercle 10, cette vis se déplaçant axialement lorsqu'on la tourne et pressant par l'intermédiaire d'une bille 12 chargée par un ressort contre une plaque de commande 13 fixée au centre de la membrane 9. Le bras le plus court dtun levier à deux bras 15 pivotant sur un arbre 14 s'appuie contre l'intérieur de la membrane' 9, le bras le plus long du levier 15 étant relié à une tige de soupape 17 au moyen d'une goupille 16. L'extrémité supérieure conique de la tige de soupape 17 sert de pointeau de réglage 18 dans l'ouverture 6 de la buse, le pointeau 18 servant à régler le brûleur pendant son fonctionne- ment de la manière décrite plus loin.
Le pointeau 18 présente un alésage axial par lequel s'écoule le gaz nécessaire pour entretenir une petite flamme, dans la position que le pointeau occupe à la fig. 1.
Un disque de support 20 et un aimant 21 en fer à cheval, en matière magnétisable ayant une très faible rémanence, sont fixés sur la tige de soupape 17 au moyen d'un support 19. L'aimant 21 présente un enroulement 22
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relié à l'organe thermosensible 4, qui est ici un thermo- couple, par l'intermédiaire d'un conducteur 23 et du corps 1, 2, 3. Un 'disque de soupape 24 en matière magné- tisable à très faible rémanence est monté dans le support
19 au moyen d'un tenon 25 de manière à pouvoir se dé- placer axialement. Une rondelle d'étanchéité 26 est fixée sur le disque 24, le tube 27 d'admission du gaz étant fermé de façon étanche par la rondelle 26 lorsque celle-ci repose sur le bord supérieur 23 du tube 27.
Un ressort de pression 29 est intercalé entre le tube 27 et le disque 24 et un ressort de pression 30 est intercalé entre le disque de support 20 et le disque de soupape 24.
Le ressort 29 est plus faible que le ressort 30, de sorte que, quelle que soit la position de la tige de réglage 17 et malgré la pression du ressort 29, le res- sort 30 est capable dupliquer le disque 24 contre le siège de soupape 28 avec une pression suffisante pour empêcher le gaz de pénétrer dans le carter 1.
Le brûleur à gaz et le système de contrôle qui lui est associé fonctionnent comme suit:
Lorsque, dans la position que les pièces occupent à la fig. 1, la flamme du brûleur s'éteint pour une raison quelconque, par exemple parce qu'un liquide dé- borde d'un ustensile de cuisson, le thermocouple 4 qui a été chauffé par la flamme du brûleur se refroidit; le courant thermoélectrique passant du thermocouple dans l'enroulement 22 de l'aimant 21 diminue et par suite l'attraction exercée par l'aimant diminue jusqu'à devenir inférieure à la différence entre les pressions des res- sorts 30 et 29. A ce moment, le disque de soupape 24 constituant l'armature de l'électro-aimant 21, 22 s'éloigne
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de celui-ci et est appliqué vers le bas contre son siège 28 par le ressort 30. L'amenée de gaz au brûleur éteint est donc coupée.
Si le brûleur doit être remis. en marche, le levier 15 doit être tourné autour de ltarbre 14 dans le sens antihoraire et la tige de soupape
17 doit être abaissée à l'encontre de la pression du ressort 30 en faisant tourner la vis de commande 11, jusqu'à ce que l'aimant 21 touche de nouveau le disque de soupape 24. Par ce mouvement, le pointeau 18 est aussi déplacé vers le bas, de sorte que la buse 6 est complè- tement ouverte. Cependant, comme le disque de soupape 24 est encore pressé contre son siège 28, le gaz ne peut pas parvenir au brûleur bien que la buse 6 soit complètement ouverte.
Si alors la vis de commande 11 est de nouveau déplacée vers ltextérieur, la tige de soupape 17, le disque de support 20 et l'aimant 21 se déplacent vers le haut sous l'action du ressort 30 sans déplacer le disque de soupape 24 qui est maintenu sur son siège 28 par la pression du ressort 30, quelle que soit la position de la tige de soupape 17, parce que 1 aimant 21,22 ntest pas excité et n'exerce aucune attraction sur le disque 24. Par suite, pour ouvrir la soupape, il faut d'abord veiller que l'aimant 21, 22 soit excité, c'est-à-dire que le thermocouple 4 doit d'abord être amené dans u., état pour lequel il produit un courant thermoélectrique. Dans ce but, on chauffe le thermocouple 4. Ceci peut être fait au moyen d'une allumette dont la flamme estapprochée du thermocouple 4.
Ce dernier est donc chauffé et un ant thermoélectrique est produit par lequel l'aimant 21, 22 touchant le disque 24 est bientôt excité à un degré tel que
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l'attraction exercée sur le disque 24 excède la pression du ressort 30. Si, dans ces -onditions, la vis de commande
11 est déplacée vers lrextérieur comme décrit plus haut, la tige de soupape 17 et l'aimant 21, 22, dont lrattrac- tion magnétique exercée sur le disque 24 a neutralisé la pression du ressort 30, se déplacent vers le haut sous Inaction du ressort 29, de sorte que, le levier 15 tourne dans le sens horaire et que la plaque de commande
13 suit la bille 12 vers la droite.
Par suite, le disque de soupape 24 se soulève et quitte son siège 28, et le gaz pénètre dans.le carter 1; puisque la buse 6 est encore pratiquement complètement ouverte, le brûleur sera toujours remis en marche pour la position de la soupape permettant le débit maximum de gaz, de sorte que le brûleur est immédiatement et facilement allumé.par l'allumette qui est encore tenue dans le voisinage du brûleur. Il est donc important que le thermocouple-4 se trouve à l'intérieur de? la zone d'allumage du brûleur afin que le brûleur soit sûrement allumé de la manière qui vient d'être décrite. Le thermocouple 4 est mainte- nant chauffé par la flamme de brûleur 8 et est maintenu à la température nécessaire pour exciter suffisamment l'aimant 21,22.
Si la flamme du brûleur s'éteint pour n'importe quelle position de réglage du brûleur, le disque 24 servant darmature est déclenché de la manière décrite et coupe immédiatement l'ammenée de gaz au brûleur éteint.
Ainsi, l'aimant 21,22 constitue un accouplement disposé entre l'organe de commande (vis 11) et 1 organe de fermeture (disque 24) de la soupape, l'accouplement étant déplaçable avec l'organe de fermeture et pouvant .être engagé et dégagé en fonction de l'état de l'organe
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thermosensible, le ressort 30 intercalé entre les moitiés dtaccouplement 21 et 24 amenant l'organe de fermeture 24 dans sa position de fermeture quelle que soit la posi- tion de l'organe de commande chaque fois que l'accouple- ment est dégagé. Le support commun 2, 3 pour le brûleur et le thermocouple 4 assure la position correcte du thermocouple dans la zone de chauffage et d'allumage du brûleur.
L'organe de fermeture ne peut être ouvert qu'à partir de sa position fermée, de sorte que l'organe de commande de la soupape doit toujours être amené en posi- tion de fermeture pour remettre en marche le brûleur lorsque le dispositif de contrôle a fonctionné. Il est impossible d'ouvrir la soupape du brûleur ,avant d'avoir pris des mesures pour allumer le combustible parvenant au brûleur .
Naturellement, dans le dispositif représenté sur la fig. le le disque de support 20 et l'aimant 21 pourraient être accouplés rigidement au levier 15, le disque 24 et le pointeau 18 avec la tige de soupape 17 pouvant constituer un organe commun de réglage et de fermeture qui pourrait être relié à l'organe de commande de la soupape au moyen d'un accouplement du type décrit contrôlé par le thermocouple. Suivant une autre variante, le pointeau 18 pourrait être omis et le disque de soupape 24 pourrait être utilisé à la fois comme organe de fermeture et de réglage.
Un avantage particulier du dispositif de con- trôle et de sécurité représenté sur la fig. 1 réside aussi dans le fait que l'organe décommande, c'est-à-dire la vis 11, est un élément à blocage automatique, de sorte qu'il ne peut pas être déplacé par la pression
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exercée par les ressorts 29 ou 30. En raison de la transmission non positive, par ressort, du mouvement de l'organe de commande 11 à l'organe de fermeture, l'aimant
21,22 peut toujours toucher le disque de soupape 24 constituant l'armature de l'aimant avec une pression appropriée lorsque Isolément de commande 11 est en posi- tion fermée.
Pour cette raison, il nrest pas absolument nécessaire que la vis de commande 11 de la soupape du brûleur soit amenée dans une position initiale déterminée de façon très précise pour amener l'aimant 21 exactement en contact avec l'armature 24, mais cette position initiale de la vis 11 peut varier entre certaines limites. Ceci présente une importance particulière parce que sinon on se demanderait toujours si un bon contact a été établi ou non entre l'aimant 21 et le disque de soupape 24. En effet, le plus petit intervalle d'air entre l'aimant 21 et le disque de soupape 24 empêcherait l'aimant 21,22 de soulever le disque 24 de son siège en neutralisant la pression du ressort de fermeture 30.
Les fig. 2 et 3 représentent un système de con- trôle de brûleur conforme à l'invention, ledit brûleur ayant un robinet de réglage. Le brûleur 31 (représenté schématiquement sur la fig. 2 en traits mixtes) est situé au-dessus du corps de robinet 32 muni de la buse de brûleur 33. Une armature 35 en matière magnétisable ayant une très faible rémanence est fixée sur l'arbre 52 de la noix 34 du robinet. Un aimant 36 en fer à cheval, du genre décrit plus haut, présente un enroulement d'exci- tation 37 et est monté de façon à pouvoir coulisser sur une tige semi-circulaire 38. L'enroulement 37 est relié
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au thermocouple 4 situé dans la zone de chauffage et d'allumage du brûleur 31, comme dans le cas de la fig. 1.
Un fort ressort de pression 39, pouvant coul.isser sur .la tige 38, est maintenu entre l'aimant 36 et l'armature 35.
Ltaimant 36 est solidaire d'une pièce 42 reliée à l'arbre de commande 45 du robinet et est par suite déplacé des- modromiquement avec l'organe de commande du robinet.
Les arbres 52 et 45 pivotent l'un dans l'autre sans frottement. L'ensemble-constitué par la pièce 42, l'aimant 36 et l'armature 35, peut se déplacer entre deux butées 40 et 41. La position montrée en traits pleins sur la fig. 2 correspond à la position complètement ouverte du robinet.
Si la flamme du brûleur s'éteint, le courant thermoélectrique dans l'enroulement 37 diminue jusqu'à ce que l'attraction exercée par l'aimant 36 devienne inférieure à la pression du ressort de fermeture 39; l'aimant 36 et l'armature 35 se séparent, et l'armature 35 tourne dans le sens horaire, en direction de la butée 41, et arrive dans la position montrée en pointillé, le robinet étant fermé pour cette position. l'aimant 36 reste dans la position représentée en traits pleins et, par conséquent, l'organe de commande du robinet reste dans sa position ouverte. Si le brûleur doit être fermé de façon normale, les deux parties 35 et 36 sont amenées dans la position montrée en pointillé sur la fig. 2.
L'organe de commande du robinet s'accroche alors derrière une butée d'une façon connue, par exemple par des moyens élastiques, de sorte que toutes les parties restent dans la position de fermeture représentée-bien que l'attraction de l'aimant 36 ait cessé. Lorsque, pour ouvrir à nouveau le robinet à partir de cette position fermée, l'organe
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de commande du robinet est simplement dégagé de sa posi- tion bloquée et est tourné dans la direction dtouverture, le robinet ne s'ouvre pas parce que ltaimant non excité
36 n'est pas capable d'attirer l'armature 35 à partir de sa position fermée à lrencontre de Inaction du ressort de fermeture 39.
Lorsque cependant, avant de déplacer l'organe de commande du robinet à partir de sa position fermée, le thermocouple 4 est chauffé, par exemple au moyen d'une allumette, l'aimant 36 est excité et l'arma- ture 35 est attirée par l'aimant 36 et le suit lorsque l'organe de commande est amené en position ouverte. Les' parties accouplées par l'aimant 36,peuvent être amenées dans ntimporte quelle position de réglage désirée, à par- tir de laquelle le robinet est toujours ramené en positif fermée si le brûleur s'éteint pendant son fonctionnement.
Les fige '4, 5 et 6 représentent une autre forme d'exécution du système de contrôle suivant l'invention, appliqué à un robinet de réglage pour un brûleur à gaz.
Les pièces correspondantes sont désignées par des signes de référence analogues à ceux des fig. 2 et 3. Le ther- mocouple 4 est monté sur un support d'une façon semblable à celle montrée sur la fig. 1, le support étant relié au support du brûleur 31. La noix 34 du robinet est montée dans un corps 43 fermé par un couvercle 44. L'arbre de commande 45 présente une fourchette 46 en prise avec une tige d'entraînement 47, et est normalement pressé vers Intérieur par un ressort 48 ; tige de blocage 49 fixée sur l'arbre 45 est engagée, dans la position fermée de l'organe de commande, dans une fente 50 du corps 43 maintenant ainsi l'arbre de commande 45 dans cette posi- tion angulaire.
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La tige d'entraînement 47 est fixée dans un manchon 51, un aimant 36 étant fixé sur le fond de ce manchon. Une armature 35, fixée sur l'arbre 52 de la noix 34 du robinet, coopère latéralement avec les pôles de l'aimant 36, comme représenté sur la fig. 6. Un res- sort de torsion 53 est monté sur l'arbre 52, une extrémité de ce ressort étant fixée à la noix 34 du robinet et l'autre extrémité étant fixée dans un trou du manchon 51, ce ressort tendant normalement à faire tourner la noix 34 dans le sens horaire des fig. 5 et 6 pour l'amener dans sa position fermée, position dans laquelle son épaulement 54 est en contact avec une butée 55 fixée au corps de robinet. Le ressort de torsion 53 sert aussi à exercer la pression axiale nécessaire sur la noix 34 du robinet.
Si le brûleur doit être mis en marche à partir de la position de repos représentée, il n'est pas possible de le faire en tournant simplement l'arbre de commande 45 dans le sens antihoraire de la fig. 5 ou 6 parce que, l'aimant 36 n'étant pas excité, ses pôles quittent l'armature 35 sans l'entraîer, et sans déplacer non plus la noix du robinet reliée à l'armature 35. Si cependant, avant de tourner l'arbre de commande 45, le thermocouple 4 est chauffé au moyen d'une flamme d'allumage, par exemple au moyen d'une allumette, l'aient 36 est excité et attire l'armature 35, établissant ainsi un accouple- ment rigide entre l'organe de commande -et l'organe de réglage du robinet.
Si mai-tenant l'arbre de commande 45 est tiré vers la droite de la fig. 4 pour dégager la tige 49 de la fente 50 et est tourné dans le sens anti- horaire de la fig. 5 ou 6, l'aimant 36 tourne dans le
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Même sens sous Inaction de la fourchette 46, de la tige d'entraînement 47 et du manchon 51, l'armature 35 et la noix 34 étant aussi entraînées dans le même sens, ce qui permet drobtenir n'importe quelle position de réglage désirée. Pendant ce mouvement de réglage, le ressort de torsion 53 tourne avec les parties 34 et 51 rigidement accouplées par l'aimant excité 36.
Lorsque, cependant, l'excitation de l'aimant 36 cesse en raison de l'extinction du brûleur, la tension initiale du ressort de torsion 53 est suffisante pour ramener la noix du robinet dans sa position fermée à partir de n'importe quelle position de réglage, tandis que les parties désaccouplées 36, 51, 47,
46 et 45 restent dans la position de réglage qu'elles avaient prises auparavant ou sont amenées dans la position complètement ouverte, comme expliqué en regard de la fig. 2.
Pour remettre en marche le brûleur, l'organe de commande doit être amené dans sa position initiale ou position fermée, comme expliqué en regard de la fig. 2, afin d'ame- ner l'aimant 36 et l'armature 35'en contact l'un avec l'autre et permettre leur accouplement lorsque le thermo- couple est chauffé.
La fig. 7 représente schématiquement un autre brûleur à gaz avec un robinet de réglage et ayant un système de contrôle conforme à'l'invention. Le brûleur 61 est dessiné en pointillé au-dessus du corps de robinet 62 comportant une buse 63. Une armature 65, en matière magné- tisable à très faible rémanence, est fixée à la noix du robinet 64 qui est représentée schématiquement sur la fig. 7.
Un aimant en fer à cheval 66, en matière magnétisable à très faible rémanence et ayant un enroulement d'excitation 67, est monté de façon à pouvoir coulisser sur une tige semi-circulaire 68. L'enroulement d'excitation 67 est relié à un thermocouple T situé dans la zone de chauffage et d'allumage.du brûleur 61. Entre calmant 66 et l'armature
65 un fort ressort de pression 69 estmonte de façon à pouvoir coulisser sur
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la tige 68. L'aimant 66 et l'armature 65 pouvant se déplacer librement entre les butées 70 et 71. Le système de contrôle représenté sur la fig.7 fonctionne comme suit'
Dans la position que les pièces occupent à la fig. 7, le robinet de réglage est complètement ouvert, ce qui est indiqué par les canaux d'admission du gaz conduisant à la buse 63.
La flamme B du brûleur chauffe le thermocouple T, de sorte qu'un courant issu du thermo- couple passe dans l'enroulement d'excitation de l'aimant '66; ce dernier est excité à un degré tel quril peut retenir l'armature 65 à rencontre de la pression du ressort 69, dont l'action est ainsi neutralisée. Si la noix 64 du robinet est tournée dans le sens horaire à partir de la position représentée dans laquelle l'aimant 66 est en contact avec la butée 70, pour régler le débit du gaz arrivant au brûleur, l'armature 65 entraîne l'aimant 67 et le ressort 69 avec elle dans toute posi- tion désirée.
Si la flamme du brûleur s'éteint pour une raison quelconque, le courant thermoélectrique produit dans le thermocouple diminue jusqu'à ce que l'excitation de l'aimant 66 ne soit plus suffisante pour maintenir l'armature 65 à l'encontre de la pression du ressort 69.
Par suite, l'armature et l'aimant se seéparent l'un de l'autre et le ressort 69 est assez fort pour amener l'armature 65 contre la butée 71 dans la position repré- sentée en pointillé, tandis que l'aimant 66 est poussé contre la butée 70 à partir de n'importe quelle position de réglage prise auparavant. Cette position des pièces 65 et 66 correspond à la position fermée du robinet, qui est aussi atteinte lorsque le brûleur est fermé volontairement. Pour mettre en marche le brûleur il y a deux possibilités:
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Selon la première, le,thermocouple est dtabord chauffé au moyen d'une source de chaleur étrangère, par exemple une allumette.
Après un temps de chauffage d'en- viron 5 à 10 secondes, le robinet de réglage est ouvert complètement à l'encontre de l'action du ressort 69, de sorte que l'armature 65 est amenée en contact avec les pôles de l'aimant 66. Lorsque lraimant est suffisamment excité, l'armature 65 adhère à celui-ci et l'on retrouve la position initiale représentée en traits pleins, position à partir de laquelle le brûleur peut être réglé à volonté.
L'autre.possibilité de mettre en marche le brûleur consiste à ouvrir d'abord le robinet à l'encontre de l'action du ressort 69 pour admettre le gaz dans le brûleur, à allumer le gaz au moyen dtune allumette ou d'un briquet, et à maintenir l'organe de réglagedans sa position ouverte pendant un certain temps jusqu'à ce que la flamme du brûleur ait chauffé le thermocouple à une température pour laquelle l'aimant 66 est suffisam- ment excité pour maintenir l'armature 65 à l'encontre de l'action du ressort 69.
Ainsi, l'action du ressort de fermeture 69 est neutralisée et le robinet de réglage peut être amené dans toute.position de réglage désirée, position à partir de laquelle il sera cependant immédia- tement ramené dans sa position fermée chaque fois que le brûleur s'éteint et que par suite l'aimant 66 se désexcite. La seconde façon, qui vient d'être mentionnée, de mettre en marche le brûleur présente l'avantage, par rapport à la première façon décrite, que le thermocouple est rapidement chauffé par la flamme du brûleur, de sorte que la température du thermocouple nécessaire pour exciter suffisamment l'aimant 66 est atteinte en un temps rela- tivement court. Il n'est donc pas nécessaire de maintenir
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le rcbinet de réglage dans sa position ouverte pendant un temps trop long.
Avec les brûleurs décrits plus haut, il convient de veiller à ce que le thermocouple produise un courant suffisant pour neutraliser l'action du ressort de ferme- ture ou de rappel en un temps assez court pour que le brûleur puisse être mis en marche rapidement et facile- ment. Dans ce but, le thermocouple, par exemple celui du système montré sur la fig. 1, est conformé ou est situé de façon appropriée, par exemple comme indiqué schématiquement sur les fig. 8 ou 9.
Comme montré sur la fig. 8, l'enroulement 22 de l'aimant 21 (voir fig. 1) est relié au moyen d'un premier conducteur au point de contact "chaud" H du thermocouple 4 qui est situé dans la zone de chauffage de la flamme de brûleur 8 et est donc chauffé à une température supérieure, et au moyen d'un second conducteur au point de contas! "froid" K du thermocouple. Le point de contact "froid" K est situé près du tube mélangeur M du brûleur.
Le système de contrôle de la fig. 1 avec un thermocouple disposé comme indiqué sur la fig. 8 fonc- tionne comme suit:
L
Pendant le fonctionnement normal du brûleur, le point de contact H du thermocouple 4 est chauffé à une température relativement élevée. Cependant, le point de contact K sera aussi porté à une température relative- ment élevée par le tube mélangeur M qui est chauffé pendant le fonctionnement du brûleur. La différence de température entre les points de contact H et K est choisie de façon qu'un courant thermoélectrique suffisant passe dans l'enroulement 22 pour que l'aimant 21 puisse
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maintenir l'armature 24 à rencontre do Inaction du ressort 30.
Si le brûleur s'éteint pendant que l'organe de réglage est en position ouverte, le point de contact il se refroidit rapidement, tandis que le point de contact K se refroidit relativement lentement parce qu'il avait atteint une température de travail plus basse et parce qu'il se trouve dans la zone de chauffage du tube mélan- geur qui se refroidit lui-même relativement lentement.
On atteint donc rapidement un état dans. lequel la diffé- rence de température entre les points de contact H et K n'est plus assez élevée pour exciter suffisamment l'aimant 21, 22, de sorte que l'armature 24 se sépare de l'ayant et est appliquée contre son siège 28 par le ressort de fermeture 30, ce qui coupe l'arrivée du gaz au brûleur.
Le système de contrôle fonctionne aussi correc- tement lorsqu'il se produit un retour de flamme vers la buse 6 du brûleur (fig. 1), ce qui peut 'arriver en par- ticulier lorsque le brûleur brûle avec une petite flamme.
Dans ce cas, le point de contact H est aussi chauffé à un certain degré par les gaz de combustion chauds quittant le brûleur, mais le tube mélangeur et par conséquent le point de contact K sont chauffés plus intensément, de sorte que la différence de température entre les points de contact H et K diminue et que l'arrivée du gaz au brûleur est interrompue de la manière décrite ci-dessus.
Lorsque les points de contact sont situés de façon appro- priée, il peut arriver que le point de contact K soit porté à une température plus élevée que le point de con- tact H ; dans ce cas, le flux de courant dans le thermocouple et dans l'électro-aimant change dépens. Comme, dans ces conditions, aucun courant ne passe dans aimant pendant
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un instant, le système de contrôle fonctionnera de façon sûre également dans ce cas.
Le brûleur peut être remis en marche comme . expliqué en regard de la fig. 1, seul le point de contact H du thermocouple 4 étant d'abord chauffé, de sorte qutune différence de température entre les points de contact H et K des électrodes du thermocouple est rapidement atteinte, cette différence étant suffisante pour permettre l'ou- verture de la soupape de réglage. Pendant le fonctionne- ment du brûleur, le tube mélangeur M et le point de con- tact K sont graduellement chauffés, de sorte qu'en service continu, les conditions favorables décrites plus haut pour la mise en marche rapide du système de contrôle en cas d'extinction du brûleur sont de nouveau créées.
Le fait que le thermocouple produit un courant permettant d'exciter suffisamment l'aimant 21,22 même pour des différences de température plutôt faibles entre les points de contact "chaud" et "froid", présente l'avan- tage supplémentaire que le point de contact "chaud" H est facilement chauffé suffisamment pour permettre l'ouverture de la soupape du brûleur.
Les mêmes avantages et propriétés peuvent être obtenus en disposant le thermocouple 4 comme schématique- nt montré sur la fig. 9 dans laquelle les points de contact H et K des électrodes du thermocouple sont situées à une distance aussi petite que possible l'un, de l'autre.
De cette manière, la différence de température entre ces points de contact sera relativement faible pendant le fonctionnement du brûleur, de sorte que si le brûleur s'éteint ou lorsqu'on met en marche le brûleur on obtient une réponse rapide du système de sécurité ou de contrôle.
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Dans toutes les formes d'exécution du système de sécurité ou de contrôle représentées sur le dessin et décrites ci-dessus, le contrôle est effectué au moyen d'un thermocouple et d'un électro-aimant, et cette solution est la plus simple possible avec les moyens techniques actuellement connus.
Il serait cependant possible de cons- truire un système de contrôle analogue à l'aide de moyens purement mécaniques, hydrauliques ou pneumatiques, l'or- gane thermosensible étant alors constitué par exemple par une lame bimétallique ou un autre corps dilatable solde, liquide ou gazeux, un accouplement mécanique étant prévu entre l'organe de fermeture et l'organe de commande du dispositif de fermeture.
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Un système mécanique de contrôle et de sécurité pour un brûleur, dans lequel un élément dilatable agissant sur un organe de fermeture du brûleur est chauffé par la flamme du brûleur, pourrait de préférence être employé par exemple dans la disposition de la fig.. 1, dans laquelle un organe de réglage et de fermeture (18, 24, 26) doit être déplacé suivant un mouvement de translation toujours dans le même sens, d'une part pour augmenter le flux de gaz parvenant au brûleur en retirant le pointeau 18 de la buse 6 et, d'autre part, pour couper complètement l'admission de gaz au brûleur lorsque le mouvement de l'organe de réglage est continué assez loin.
Dans une telle disposition, le système de contrôle et de sécurité pour- rait aussi être employé pour régler le pouvoir calorifique du brûleur, c'est-à-dire pour maintenir ce pouvoir calo- rifique à un taux constant. Ceci serait possible lorsque pour une augmentation de température de 1'organe thermo- sensible, c'est-à-dire pour une augmentation du pouvoir
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calorifique du brûleur, les organes de réglage et de fermeture 18 et 26 se déplaceraient vers le haut (fig. 1), produisant ainsi une diminution de Couverture de la buse et par suite un- diminution du pouvoir calorifique du brûleur.
Si, au contraire, le pouvoir calorifique du brûleur diminue et que l'organe thermosensible se refroi- disse, les organes 18 et 26 seraient déplacés vers le bas de la fig. 1 et par conséquent le flux de gaz arrivant au brûleur et le pouvoir calorifique du brûleur augmen- teraient. De cette façon, le pouvoir calorifique du brû- leur pourrait être maintenu automatiquement à une valeur prescrite. Lorsque l'organe thermosensible serait refroidi à la température ambiante, les organes de réglage et de fermeture 18 et 26 seraient déplacés vers le bas dans une mesure telle que le disque de soupape 24 stappuierait contre le siège 28, coupant ainsi l'arrivée du gaz au brûleur. Par conséquent, le brûleur pourrait être automa- tiquement réglé et contrôlé conformément à ltinvention par un seul organe thermosensible.
Des systèmes combinés semblables de sécurité et de contrôle pourraient être conçus pour des brûleurs munis dtun robinet de réglage.
Dans ce qui précède, on se réfère à des brûleurs à gaz et plus particulièrement à des brûleurs de cuisi- nières. L'invention peut naturellement s'appliquer tout aussi bien à n'importe quel type de brûleur, par exemple à des brûleurs.industriels de grandes dimensions et aux brûleurs fonctionnant avec un combustible dont le débit peut être réglé, par exemple un combustible gazeux, liquide ou pulvérulent. Pour les- brûleurs fonctionnant avec un combustible liquide, l'organe de fermeture du système de contrôle peut agir sur l'admission du combustible
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à l'état liquide ou sur l'admission du combustible lors- que ce dernier est déjà évaporé.
Pour des brûleurs de grandes dimensions, l'or- gane de fermeture peut être commandé par un servo-moteur par l'intermédiaire d'un accouplement contrôlé par l'organe thermosensible. L'accouplement pourrait aussi être omis et le servo-moteur être commandé au moyen d'un amplificateur approprié électronique, magnétique ou à relais ; dans ce cas, l'effet d'une source de chaleur étrangère sur l'organe thermosensible pourrait être suffisant pour mettre en marche automatiquement le brûleur.
Le servo-moteur.pourrait également être commandé par une soupape de commande commandant un fluide sous pression pour le servo-moteur en fonction de l'état de l'organe thermosensible.
Il va de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisatiop qui viennent d'être décrits, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans que l'on sorte pour cela du cadre de la présente invention.
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The present invention relates to a method for controlling the flow rate of a fuel arriving at a burner using at least one thermosensitive member, in which the flow rate of the fuel must be cut off each time the burner accidentally goes out in service. normal, which prevents fuel from exiting the burner without being burned. The invention also relates to a burner controlled by at least one thermosensitive member. This thermosensitive member is preferably formed by a thermocouple, but can equally well be formed by a bimetallic strip or by any other means which expands under the action of heat.
Until now, it was used to control the operation of a burner by providing a pilot burner arranged so as to ignite the burner and by placing a thermosensitive member in the heating zone of this pilot burner, a valve main
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being arranged in the pipe leading the fuel to the burner and being mounted in front of the device regulating the fuel flow, such that this main valve automatically switches from the open position to the closed position each time the pilot burner goes out for operation of the burner and as a result the thermosensitive component cools - For example,
for a cooker or any other appliance having more than one burner to be controlled by a safety device of the aforementioned type, all the burners were controlled by a single pilot burner via individual ignition tubes, so that only one thermal control device was needed for all the burners.
This ignition system has various essential drawbacks. Ignition tubes and other similar transmission systems have been found to be insecure intermediates between the pilot burner and the main burner. The safety of such systems is highly dependent on variations in pressure and gas composition.
If the nitrogen content of the gas exceeds a maximum permissible quantity, the mixture produced in the ignition tube is no longer ignited by the pilot, or the other ignition elements are not functioning properly, and the safety device. The heater does not work at all, or the ignition of the burner is delayed to such an extent that sufficient gas escapes from the burner without being burned to cause a risk of explosion or poisoning. If the pilot light associated with a number of burners, for example a stove, goes out
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and that consequently the main valve of the appliance closes in the manner indicated above, the gas supply is cut off for all the burners of the appliance.
If the common safety system of all burners does not work for some reason, for example because the main valve is stuck in its open position, the control for all burners does not work either.
With the method according to the invention for controlling a burner, the aforementioned disadvantages can be avoided when at least one thermosensitive member controlling a closing device arranged in the pipe supplying the fuel to the burner, has a movable spring system for close the closing device, the spring system being controlled by said thermosensitive member so that its closing effect can be neutralized.
Since said spring-loaded closing system is movable with the closing device, the normal regulating device, for example an regulating valve, associated with the burner, can be used as a closing device and it is not necessary. to provide a special main valve, controlled by said thermosensitive member, as was the case with known security systems. mentioned above. Unsafe ignition devices such as ignition tubes or the like are no longer necessary.
A particular difficulty arises when a burner adjustment device is used as a control member, because the adjustment device must be returned to its closed position from any point.
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which setting position each time the burner goes out during operation. This difficulty was overcome in said known safety devices, having a special closing device independent of the burner adjustment member, by providing a closed position and an open position only for the closing device, so that the device valve was manually brought into the open position and was automatically held in that position as long as the pilot burner was burning.
With the controlled burner according to the invention, this difficulty is overcome by providing in the burner adjusting member thermally controlled closing means and means for neutralizing the effect of these closing means, said locking means. closure and the neutralization means being arranged so as to follow the movements of the adjustment device.
With the aforementioned known control and safety systems for the burners, it is possible to maintain the closure device controlled by the thermosensitive member in its open position as long as desired. Thus even the small quantities of gas escaping from said pilot burner produce an explosive or intoxicating mixture. The control device intended to open the main valve can be blocked in its service position, for which the main valve is open, by bad intention or due to bad humor caused by a malfunction of the safety device. .
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In a preferred embodiment of the invention, this drawback can be avoided when the connection between a control member and a closure member in the pipe bringing fuel to the burner is established exclusively as a function of the temperature of said burner. thermosensitive organ. This means / that the closure member is controlled by the thermosensitive member in such a way that it can only be moved out of its closed position as a function of the temperature.
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- erasure of .l'organ-thermosensitive.
In addition to the aforementioned dangers and disadvantages of known control systems, a serious drawback is that the shut-off device or the main valve must be held by hand in its open position until the control. thermal switch begins to operate, to automatically maintain the closing device in its open position, normally several seconds are required for the control system to begin to operate.
Therefore, research has been done to provide mechanical means for maintaining the thermally controlled closure device in its open position for the time necessary to make thermal control effective, after which these mechanical means are taken out of engagement. However, it was not possible to find suitable blocking means of this type until now.
When employing the last-mentioned method, according to the invention, to control a burner, these drawbacks can also be overcome by the fact that the admission of fuel into. the burner is shut off as long as the organ
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thermally sensitive has not been heated by a heat source independent of the fuel supply to the burner and preferably having a limited operating time, for example a match.
After a given time which, with a little experience, can be easily estimated by the degree of combustion of the match, the closing device can be opened, after which the fuel admitted to the burner is immediately ignited by the match that continues to burn. In this case, the time during which the match burns is a safety period, because when the burner is not yet operating when the match goes out, it is impossible for the fuel to reach the burner. Preferably, the heat-sensitive member is located in the ignition zone of the burner, so that the fuel escaping from the burner when the closure device is open ignites immediately.
Consequently, with this system, it is impossible for the fuel to escape from the burner without being ignited and burnt. In other words, an ignition point is marked on the burner by the heat-sensitive member, and the fuel supply to the burner remains cut off as long as measures have not been taken to ignite the burner. combustible in this place. Another object of the invention is to provide means for keeping the undesirable inertia as low as possible. of the control system when it is equipped with a thermocouple. To this end, the temperature difference between the contact points of the thermocouple electrodes is kept as low as possible.
According to the invention, this result is obtained by arranging
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the contact points of the electrodes of the thermocouple relative to the burner so that these contact points are heated to temperatures which differ little from one another during the operation of the burner.
The description which will follow with regard to the appended drawing, given by way of nonlimiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the particularities which emerge both from the drawing and from the text being, of course, part of said .invention.
Fig. 1 is a sectional view of a gas burner having an adjustment device comprising a disc valve and an adjustment nozzle.
Figs. 2 and 3 show another gas burner having an adjustment valve, respectively in section along line II - II of FIG. 3 and along line III - III of FIG. 2.
Fig. 4 is an axial section of another gas burner having a control valve.
Fig. 5 is a section taken along the line V - V of FIG. 4.
Fig. 6 is a section taken along line VI - VI of FIG. 4.
Fig. 7 schematically shows another embodiment of the control system pour.un burner according to the invention.
Figs. 8 schematically show an advantageous arrangement of the thermocouple in a system according to the invention.
The gas burner shown in fig. 1, intended. to be used for example in a stove, present
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an adjustment housing 1, a support 2 for the burner and a support 3 for a thermosensitive member 4, parts 1 to 3 being made in a single molded piece. - By this means, the desired relative positions between the mixing tube 5 of the burner and the burner nozzle 6 in the adjustment housing 1 as well as between the thermosensitive member 4 and the burner openings 7, respectively the burner flame 8 are kept unchanged. The adjustment housing 1 is closed by means of a membrane 9 and a cover 10.
A control screw 11 is provided in an internal thread of the cover 10, this screw moving axially when it is turned and pressing via a ball 12 loaded by a spring against a control plate 13 fixed in the center. of the diaphragm 9. The shorter arm of a two-arm lever 15 pivoting on a shaft 14 rests against the interior of the diaphragm 9, the longer arm of the lever 15 being connected to a valve stem 17 by means of a pin 16. The tapered upper end of the valve stem 17 serves as an adjustment needle 18 in the nozzle opening 6, the needle 18 being used to adjust the burner during operation in the same manner. described later.
The needle 18 has an axial bore through which the gas necessary to maintain a small flame flows, in the position which the needle occupies in FIG. 1.
A support disc 20 and a horseshoe magnet 21, of magnetizable material having a very low remanence, are fixed to the valve stem 17 by means of a support 19. The magnet 21 has a winding 22.
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connected to the thermosensitive member 4, which is here a thermocouple, via a conductor 23 and the body 1, 2, 3. A valve disc 24 of magnetizable material with very low remanence is mounted in the holder
19 by means of a tenon 25 so as to be able to move axially. A sealing washer 26 is fixed on the disc 24, the gas inlet tube 27 being sealed by the washer 26 when the latter rests on the upper edge 23 of the tube 27.
A pressure spring 29 is interposed between the tube 27 and the disc 24 and a pressure spring 30 is interposed between the support disc 20 and the valve disc 24.
The spring 29 is weaker than the spring 30, so that regardless of the position of the adjusting rod 17 and despite the pressure of the spring 29, the spring 30 is able to duplicate the disc 24 against the valve seat. 28 with sufficient pressure to prevent gas from entering the crankcase 1.
The gas burner and its associated control system operate as follows:
When, in the position which the parts occupy in FIG. 1, the burner flame goes out for some reason, for example because a liquid is overflowing from a cooking utensil, the thermocouple 4 which has been heated by the burner flame cools down; the thermoelectric current flowing from the thermocouple in the winding 22 of the magnet 21 decreases and consequently the attraction exerted by the magnet decreases until it becomes less than the difference between the pressures of the springs 30 and 29. moment, the valve disc 24 constituting the armature of the electromagnet 21, 22 moves away
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of the latter and is applied downwards against its seat 28 by the spring 30. The gas supply to the extinguished burner is therefore cut off.
If the burner needs to be replaced. in operation, the lever 15 must be turned around the shaft 14 counterclockwise and the valve stem
17 must be lowered against the pressure of the spring 30 by turning the control screw 11, until the magnet 21 again touches the valve disc 24. By this movement, the needle 18 is also moved down, so that the nozzle 6 is fully open. However, as the valve disc 24 is still pressed against its seat 28, gas cannot reach the burner although the nozzle 6 is fully open.
If then the control screw 11 is again moved inward, the valve stem 17, the support disc 20 and the magnet 21 move upwards under the action of the spring 30 without moving the valve disc 24 which. is maintained on its seat 28 by the pressure of the spring 30, whatever the position of the valve stem 17, because 1 magnet 21, 22 is not excited and does not exert any attraction on the disc 24. Consequently, for open the valve, it is first necessary to ensure that the magnet 21, 22 is energized, that is to say that the thermocouple 4 must first be brought into u., in which state it produces a thermoelectric current. For this purpose, thermocouple 4 is heated. This can be done by means of a match whose flame is approached to thermocouple 4.
The latter is therefore heated and a thermoelectric ant is produced whereby the magnet 21, 22 touching the disc 24 is soon excited to such a degree that
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the attraction exerted on the disc 24 exceeds the pressure of the spring 30. If, under these conditions, the control screw
11 is moved outwards as described above, the valve stem 17 and the magnet 21, 22, whose magnetic pull exerted on the disc 24 has neutralized the pressure of the spring 30, move upwards under the inaction of the spring. 29, so that the lever 15 rotates clockwise and the control plate
13 follows ball 12 to the right.
As a result, the valve disc 24 rises and leaves its seat 28, and the gas enters the casing 1; since the nozzle 6 is still practically fully open, the burner will always be turned on for the valve position allowing the maximum gas flow, so that the burner is immediately and easily ignited by the match which is still held in the vicinity of the burner. So it is important that the thermocouple-4 is inside? the burner ignition zone so that the burner is surely ignited in the manner just described. The thermocouple 4 is now heated by the burner flame 8 and is maintained at the temperature necessary to sufficiently energize the magnet 21,22.
If the burner flame goes out for any burner setting position, the armature disc 24 is triggered as described and immediately cuts off the gas supply to the extinguished burner.
Thus, the magnet 21, 22 constitutes a coupling arranged between the control member (screw 11) and 1 closure member (disc 24) of the valve, the coupling being movable with the closure member and being able to be. engaged and released depending on the condition of the organ
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thermally sensitive, the spring 30 interposed between the coupling halves 21 and 24 bringing the closure member 24 into its closed position regardless of the position of the actuator each time the coupling is disengaged. The common support 2, 3 for the burner and the thermocouple 4 ensures the correct position of the thermocouple in the heating and ignition zone of the burner.
The closing device can only be opened from its closed position, so that the valve actuator must always be brought into the closed position to restart the burner when the control device has worked. It is not possible to open the burner valve before taking steps to ignite the fuel reaching the burner.
Of course, in the device shown in FIG. the the support disc 20 and the magnet 21 could be rigidly coupled to the lever 15, the disc 24 and the needle 18 with the valve stem 17 being able to constitute a common adjustment and closing member which could be connected to the member valve control by means of a coupling of the type described controlled by the thermocouple. According to another variant, the needle 18 could be omitted and the valve disc 24 could be used both as a closing and adjusting member.
A particular advantage of the control and safety device shown in FIG. 1 also lies in the fact that the control member, that is to say the screw 11, is a self-locking element, so that it cannot be moved by pressure
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exerted by the springs 29 or 30. Due to the non-positive transmission, by spring, of the movement of the control member 11 to the closing member, the magnet
21, 22 can still touch the valve disk 24 constituting the magnet frame with an appropriate pressure when the control unit 11 is in the closed position.
For this reason, it is not absolutely necessary for the control screw 11 of the burner valve to be brought into a very precisely determined initial position in order to bring the magnet 21 exactly into contact with the armature 24, but this initial position of screw 11 may vary between certain limits. This is of particular importance because otherwise one would always wonder if a good contact has been established or not between the magnet 21 and the valve disc 24. Indeed, the smallest air gap between the magnet 21 and the valve disc 24 would prevent the magnet 21, 22 from lifting the disc 24 from its seat by neutralizing the pressure of the closing spring 30.
Figs. 2 and 3 show a burner control system according to the invention, said burner having an adjustment valve. The burner 31 (shown schematically in fig. 2 in phantom) is located above the valve body 32 provided with the burner nozzle 33. A frame 35 of magnetizable material having a very low remanence is fixed on the shaft. 52 of the tap nut 34. A horseshoe magnet 36 of the type described above has an excitation coil 37 and is slidably mounted on a semicircular rod 38. Coil 37 is connected.
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to the thermocouple 4 located in the heating and ignition zone of the burner 31, as in the case of FIG. 1.
A strong pressure spring 39, which can slide on the rod 38, is held between the magnet 36 and the armature 35.
The magnet 36 is integral with a part 42 connected to the control shaft 45 of the valve and is consequently moved slowly with the control member of the valve.
Shafts 52 and 45 pivot into each other without friction. The assembly consisting of the part 42, the magnet 36 and the armature 35, can move between two stops 40 and 41. The position shown in solid lines in FIG. 2 corresponds to the fully open position of the valve.
If the burner flame goes out, the thermoelectric current in the winding 37 decreases until the attraction exerted by the magnet 36 becomes less than the pressure of the closing spring 39; the magnet 36 and the armature 35 separate, and the armature 35 rotates clockwise, in the direction of the stopper 41, and arrives in the position shown in dotted lines, the valve being closed for this position. the magnet 36 remains in the position shown in solid lines and, therefore, the valve control member remains in its open position. If the burner is to be closed in a normal way, the two parts 35 and 36 are brought into the position shown in dotted lines in fig. 2.
The valve actuator is then hooked behind a stopper in a known manner, for example by elastic means, so that all parts remain in the closed position shown - although the attraction of the magnet 36 has ceased. When, to reopen the valve from this closed position, the component
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valve is simply disengaged from its locked position and turned in the opening direction, the valve does not open because the magnet is not energized.
36 is not able to attract the armature 35 from its closed position against the inaction of the closing spring 39.
When, however, before moving the valve actuator from its closed position, the thermocouple 4 is heated, for example by means of a match, the magnet 36 is energized and the armature 35 is attracted. by the magnet 36 and follows it when the control member is brought into the open position. The parts, coupled by the magnet 36, can be brought into any desired adjustment position, from which the valve is always returned to positive closed if the burner goes out during operation.
Figures' 4, 5 and 6 represent another embodiment of the control system according to the invention, applied to an adjustment valve for a gas burner.
The corresponding parts are designated by reference signs similar to those of FIGS. 2 and 3. The thermocouple 4 is mounted on a support in a manner similar to that shown in fig. 1, the support being connected to the support of the burner 31. The nut 34 of the valve is mounted in a body 43 closed by a cover 44. The control shaft 45 has a fork 46 in engagement with a drive rod 47, and is normally pressed inward by a spring 48; Locking rod 49 fixed on shaft 45 is engaged, in the closed position of the control member, in a slot 50 of the body 43 thus maintaining the control shaft 45 in this angular position.
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The drive rod 47 is fixed in a sleeve 51, a magnet 36 being fixed on the bottom of this sleeve. A frame 35, fixed to the shaft 52 of the nut 34 of the valve, cooperates laterally with the poles of the magnet 36, as shown in FIG. 6. A torsion spring 53 is mounted on the shaft 52, one end of this spring being fixed to the nut 34 of the valve and the other end being fixed in a hole in the sleeve 51, this spring normally tending to do so. turn the nut 34 clockwise in fig. 5 and 6 to bring it into its closed position, a position in which its shoulder 54 is in contact with a stop 55 fixed to the valve body. The torsion spring 53 also serves to exert the necessary axial pressure on the nut 34 of the valve.
If the burner is to be started from the rest position shown, this cannot be done by simply turning the control shaft 45 counterclockwise in fig. 5 or 6 because, the magnet 36 not being excited, its poles leave the armature 35 without dragging it, and without moving the valve nut connected to the armature 35 either. If however, before turning the drive shaft 45, the thermocouple 4 is heated by means of an ignition flame, for example by means of a match, the have 36 is energized and attracts the armature 35, thus establishing a coupling rigid between the control member and the valve adjustment member.
If the main drive shaft 45 is pulled to the right in fig. 4 to disengage the rod 49 from the slot 50 and is rotated counterclockwise in FIG. 5 or 6, magnet 36 rotates in the
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Same direction under Inaction of the fork 46, of the driving rod 47 and of the sleeve 51, the frame 35 and the nut 34 also being driven in the same direction, which allows any desired adjustment position to be obtained. During this adjusting movement, the torsion spring 53 rotates with the parts 34 and 51 rigidly coupled by the excited magnet 36.
When, however, the excitation of the magnet 36 ceases due to the extinction of the burner, the initial tension of the torsion spring 53 is sufficient to return the valve nut to its closed position from any position. adjustment, while the uncoupled parts 36, 51, 47,
46 and 45 remain in the adjustment position which they had previously taken or are brought into the fully open position, as explained with reference to FIG. 2.
To restart the burner, the control unit must be brought to its initial or closed position, as explained with regard to fig. 2, in order to bring the magnet 36 and the armature 35 'into contact with one another and to allow their coupling when the thermocouple is heated.
Fig. 7 schematically shows another gas burner with an adjustment valve and having a control system according to the invention. The burner 61 is drawn in dotted lines above the valve body 62 comprising a nozzle 63. An armature 65, made of magnetizable material with very low remanence, is attached to the valve nut 64 which is shown schematically in FIG. 7.
A horseshoe magnet 66, made of a magnetizable material with very low remanence and having an excitation winding 67, is mounted so as to be able to slide on a semicircular rod 68. The excitation winding 67 is connected to a thermocouple T located in the heating and ignition zone of the burner 61. Between calming 66 and the armature
65 a strong pressure spring 69 is mounted so that it can slide on
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the rod 68. The magnet 66 and the frame 65 being able to move freely between the stops 70 and 71. The control system shown in fig.7 operates as follows:
In the position which the parts occupy in FIG. 7, the regulating valve is fully open, which is indicated by the gas inlet channels leading to the nozzle 63.
The flame B of the burner heats the thermocouple T, so that a current from the thermocouple passes through the energizing winding of the magnet '66; the latter is excited to a degree such that it can retain the armature 65 against the pressure of the spring 69, the action of which is thus neutralized. If the valve nut 64 is turned clockwise from the position shown in which the magnet 66 is in contact with the stop 70, to adjust the gas flow to the burner, the armature 65 drives the magnet 67 and the spring 69 with it in any desired position.
If the burner flame goes out for some reason, the thermoelectric current produced in the thermocouple decreases until the excitation of the magnet 66 is no longer sufficient to hold the armature 65 against the flame. spring pressure 69.
As a result, the armature and the magnet separate from each other and the spring 69 is strong enough to bring the armature 65 against the stop 71 in the position shown in dotted lines, while the magnet 66 is pushed against stopper 70 from any adjustment position taken previously. This position of parts 65 and 66 corresponds to the closed position of the valve, which is also reached when the burner is closed voluntarily. There are two possibilities to start the burner:
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According to the first, the thermocouple is first heated by means of an extraneous heat source, for example a match.
After a warm-up time of about 5 to 10 seconds, the regulating valve is opened fully against the action of the spring 69, so that the armature 65 is brought into contact with the poles of the. 'magnet 66. When the magnet is sufficiently excited, the armature 65 adheres thereto and the initial position shown in solid lines is found, from which position the burner can be adjusted at will.
The other possibility of starting the burner consists in first opening the valve against the action of the spring 69 to admit the gas into the burner, in igniting the gas by means of a match or a lighter, and to keep the regulator in its open position for a certain time until the flame of the burner has heated the thermocouple to a temperature at which the magnet 66 is sufficiently energized to maintain the armature 65 against the action of the jurisdiction 69.
Thus, the action of the closing spring 69 is neutralized and the adjustment valve can be brought into any desired adjustment position, from which position, however, it will be immediately returned to its closed position each time the burner is closed. 'extinguished and that consequently the magnet 66 becomes de-energized. The second way, just mentioned, of starting the burner has the advantage, over the first way described, that the thermocouple is quickly heated by the burner flame, so that the required thermocouple temperature to sufficiently excite the magnet 66 is reached in a relatively short time. It is therefore not necessary to maintain
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the adjustment valve in its open position for too long a time.
With the burners described above, care should be taken to ensure that the thermocouple produces sufficient current to neutralize the action of the closing or return spring in a short enough time so that the burner can be started quickly and easily. For this purpose, the thermocouple, for example that of the system shown in fig. 1, is suitably shaped or located, for example as shown schematically in FIGS. 8 or 9.
As shown in fig. 8, the winding 22 of the magnet 21 (see fig. 1) is connected by means of a first conductor to the "hot" contact point H of the thermocouple 4 which is located in the heating zone of the burner flame. 8 and is therefore heated to a higher temperature, and by means of a second conductor to the point of contas! "cold" K of the thermocouple. The "cold" contact point K is located near the mixing tube M of the burner.
The control system of FIG. 1 with a thermocouple arranged as shown in fig. 8 works as follows:
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During normal burner operation, the contact point H of thermocouple 4 is heated to a relatively high temperature. However, the contact point K will also be brought to a relatively high temperature by the mixing tube M which is heated during the operation of the burner. The temperature difference between the contact points H and K is chosen so that a sufficient thermoelectric current passes through the winding 22 so that the magnet 21 can
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keep the armature 24 against the Inaction of the spring 30.
If the burner goes out while the regulator is in the open position, the contact point it cools down quickly, while the contact point K cools relatively slowly because it had reached a lower working temperature. and because it is located in the heating zone of the mixing tube which cools itself relatively slowly.
We therefore quickly reach a state in. in which the temperature difference between the contact points H and K is no longer high enough to sufficiently excite the magnet 21, 22, so that the armature 24 separates from the having and is pressed against its seat 28 by the closing spring 30, which cuts off the gas supply to the burner.
The control system also works correctly when there is a backfire to the burner nozzle 6 (fig. 1), which can happen especially when the burner is burning with a small flame.
In this case, the contact point H is also heated to a certain degree by the hot combustion gases leaving the burner, but the mixing tube and therefore the contact point K are heated more intensely, so that the temperature difference between the contact points H and K decreases and the gas supply to the burner is interrupted as described above.
When the contact points are suitably located, it may happen that the contact point K is brought to a higher temperature than the contact point H; in this case, the current flow in the thermocouple and in the electromagnet changes. As, under these conditions, no current passes through the magnet during
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for a moment, the control system will work safely in this case as well.
The burner can be restarted as. explained with reference to fig. 1, only the contact point H of the thermocouple 4 being first heated, so that a temperature difference between the contact points H and K of the electrodes of the thermocouple is quickly reached, this difference being sufficient to allow opening. of the regulating valve. During burner operation, the mixing tube M and the contact point K are gradually heated, so that in continuous operation the favorable conditions described above for the rapid start of the control system in the event of burner shutdown are created again.
The fact that the thermocouple produces a current enabling the magnet 21,22 to be sufficiently excited even for rather small temperature differences between the "hot" and "cold" contact points, has the additional advantage that the H "hot" contact switch is easily heated enough to allow the burner valve to open.
The same advantages and properties can be obtained by arranging the thermocouple 4 as schematically shown in fig. 9 in which the contact points H and K of the electrodes of the thermocouple are located at a distance as small as possible from each other.
In this way, the temperature difference between these contact points will be relatively small during burner operation, so that if the burner goes out or when the burner is started, a quick response from the safety system is obtained or control.
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In all the embodiments of the security or control system shown in the drawing and described above, the control is carried out by means of a thermocouple and an electromagnet, and this solution is as simple as possible. with the technical means currently known.
It would however be possible to construct a similar control system using purely mechanical, hydraulic or pneumatic means, the thermosensitive member then being constituted, for example, by a bimetallic strip or other expandable body, liquid or otherwise. gas, a mechanical coupling being provided between the closure member and the control member of the closure device.
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A mechanical control and safety system for a burner, in which an expandable element acting on a burner closure member is heated by the flame of the burner, could preferably be employed for example in the arrangement of fig. 1, in which an adjustment and closing member (18, 24, 26) must be moved following a translational movement always in the same direction, on the one hand to increase the flow of gas reaching the burner by removing the needle 18 from the nozzle 6 and, on the other hand, to completely cut off the gas supply to the burner when the movement of the regulator is continued far enough.
In such an arrangement, the control and safety system could also be employed to regulate the calorific value of the burner, i.e. to maintain this calorific value at a constant rate. This would be possible when for an increase in temperature of the thermosensitive organ, that is to say for an increase in power
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calorific value of the burner, the regulating and closing members 18 and 26 would move upwards (fig. 1), thus producing a reduction in the coverage of the nozzle and consequently a reduction in the calorific value of the burner.
If, on the contrary, the calorific value of the burner decreases and the thermosensitive member cools, the members 18 and 26 would be moved downwards in FIG. 1 and consequently the gas flow to the burner and the calorific value of the burner would increase. In this way, the calorific value of the burner could be automatically maintained at a prescribed value. When the heat-sensitive member was cooled to room temperature, the adjusting and closing members 18 and 26 would be moved downward to such an extent that the valve disc 24 would rest against the seat 28, thus shutting off the gas supply. to the burner. Therefore, the burner could be automatically adjusted and controlled according to the invention by a single thermosensitive member.
Similar combined safety and control systems could be designed for burners fitted with a control valve.
In the foregoing, reference is made to gas burners and more particularly to stove burners. The invention can naturally be applied just as well to any type of burner, for example to large industrial burners and to burners operating with a fuel whose flow rate can be regulated, for example a gaseous fuel, liquid or powder. For burners operating with liquid fuel, the closing device of the control system can act on the fuel inlet.
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in the liquid state or on the fuel inlet when the latter has already evaporated.
For large burners, the closing device can be controlled by a servo-motor via a coupling controlled by the thermosensitive device. The coupling could also be omitted and the servo motor controlled by means of a suitable electronic, magnetic or relay amplifier; in this case, the effect of a foreign heat source on the thermosensitive member could be sufficient to automatically start the burner.
The servo motor could also be controlled by a control valve controlling pressurized fluid for the servo motor depending on the condition of the heat sensitive member.
It goes without saying that modifications can be made to the embodiments which have just been described, in particular by substitution of equivalent technical means, without going beyond the scope of the present invention.
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