CA2210468A1 - Appareil de cuisson avec bruleur catalytique - Google Patents
Appareil de cuisson avec bruleur catalytiqueInfo
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Abstract
Appareil de cuisson comprenant: un brûleur catalytique (1) constitué par au moins un organe (2) pour obtenir un mélange (7) à brûler, au moins une chambre (8) de distribution dudit mélange, et une structure (9) de combustion catalytique traversée par ledit mélange; un récepteur (10) thermique disposé à distance de la structure (9) de combustion catalytique, s'étendant selon pratiquement toute la surface de cette dernière, et agencé et construit pour dissiper du côté extérieur au moins une partie de l'énergie thermique reçue par rayonnement et/ou convection dudit brûleur catalytique (1); un organe (11) de contrôle du taux d'aération du mélange (7) à brûler, en fonction du débit de gaz combustible (3) commandé manuellement et indépendamment par un robinet (4), et agissant sur le débit d'air comburant (5) pulsé par un ventilateur (6), pour augmenter en marche normale ce dernier lorsque le débit de gaz combustible augmente, et inversement lorsque le débit de gaz combustible diminue.
Description
CA 022l0468 l997-07-ll WO 97tl8416 PCT/IB96/01224 APPAREIL I)E CUISSON AVEC BRULEUR CATAI.YTIQUE
La présente invention concerne un appareil de cuisson avec brûleur catalytique.
Conformément au document EP-A-0 520 913, on a décrit un appareil de chauffage, comprenant de manière générale :
un br~leur catalytique constitue par au moins un organe de mélange ou d'admixtion d'air primaire comburant avec un flux de gaz combustible, pour obtenir un mélange à
brûler ; le débit de gaz combustible étant commandé par un robinet ou autre moyen de contrôle équivalent, et l'air primaire etant entra f ne par le flux de gaz combustible ;
au moins une chambre de distribution du melange a brûler, et une structure de combustion catalytique traversee par le melange, de sa face amont en re~ation avec la chambre de distribution, a sa face aval évacuant les fumées de combustion ;
un récepteur thermique disposé a distance de la structure de combustion catalytique, s'etendant du côte interieur en vis-à-vis de l'une des faces de cette structure, en l'occurrence en vis-à-vis de sa face amont, selon pratiquement toute la surface de ladite structure, et agencé et ~onstruit pour dissiper du côté extérieur au moins une partie de l'énergie thermique reçue par rayonnement principalement, et accessoirement par convection, du br~leur catalyti~ue proprement dit.
Conformément au document EP-A-0 469 25~, on a décrit et proposé un appareil de chauffage avec brûleur catalytique du même type que celui défini précédemment, mais se distinguant néanmoins de ce dernier par les caractéristiques techniques principales suivantes :
- l'air primaire comburant est pulsé par un ventilateur, et se mélange avec le gaz combustible, pour obtenir le mélange à brûler ;
COPIE DE CONFIR~I~TION
WO97/18416 PCT~B96/01224 - le recepteur thermique s'etend du côté intérieur en vis-à-vis de la face aval de la structure de combustion catalytique, par laquelle les fumées de combustion sont évacuées ;
- par un agencement approprie isolant l'appareil de cuisson, et notamment le brûleur catalytique, de l'exterieur, il existe une chambre de collection des fumees de combustion, evacuees par tout moyen approprie.
Selon la presente invention, par "appareil de cuisson", on entend, de manière generale, tout appareil portatif ou non, integrant ou raccorde à une source de gaz combustible, par exemple du gaz de ville sous basse pression ou pression detendue, et utilisant la chaleur de combustion produite par le brûleur catalytique à des fins de cuisson. Répondent à la définition précédente, differents dispositifs de cuisson à usage domestique ou professionnel, par exemple une table de cuisson. Un tel appareil de cuisson comporte, eventuellement, d'autres élements ou organes permettant son usage dans la fonction ou destination retenue, par exemple des moyens d'integration dans un plan de cuisson si l'appareil de cuisson considere est un rechaud de cuisson de type domestique.
Dans la description ci-après, à titre d'exemple non limitatif, la presente invention sera introduite, définie, presentee et explicitée par référence à un réchaud de cuisson integre dans une table ou plan de cuisson domestique.
Par "structure catalytique", ou "structure de combustion catalytique", on entend toute structure permeable au melange à br~ler, generant une perte de charge lors du passage de ce melange, de la face amont à
la ~ace aval de la structure considérée. Cette structure s'étend en surface, transversalement ou perpendiculairement à la direction de passage du melange à
brûler. Cette structure comprend un support inerte vis-à-vis du mélange a br~er, du gaz combustible, et des gaz de combustion, et mécaniquement ou chimiquement résistant aux températures élevées, générées par la combustion catalytique. Ce support est revêtu, au moins sur sa ou ses surfaces internes, directement ou indirectement, par une matiere catalytique proprement dite, telle ~ue platine ou sels de platine, catalysant la combustion. Ressortent de la définition précédente, d'une part les structures catalytiques, dites en "nid-d'abeille", consistant en une tranche ou un noyau d'un matériau réfractaire tel que céramique ou métal, traversé par une pluralité de canaux transversaux adjacents, et d'autre part des structures du type tissu ou tamis catalytique.
La présente invention a pour objet des moyens permettant fi l'utilisateur d'a~uster ou régler de maniere fine la puissance calorifi~ue de l'appareil de cuisson, de façon continue dans une plage ou intervalle de valeurs relativement important, sans interruption du fonctionnement du brûleur catalytique, et en maintenant les performances de la combustion catalytique a un niveau optimum.
Conformément a la présente invention, en combinaison :
- d'une part, l'organe de commande manuelle du debit de gaz combustible, par exemple le robinet, est agencé pour permettre une variation continue et autonome dudit débit ;
- et d'autre part, l'appareil comprend un organe de controle du taux d'aération du melange a br~ler, agence pour ne pas agir en marche normale sur le débit de gaz combustible, c'est-à-dire ne pas piloter l'organe de commande dudit debit, mais agence pour agir au moins sur le debit d'air comburant pulse par le ventilateur, en fonction du debit de gaz combustible commandé
independamment par l'utilisateur avec l'organe de WO97/18416 PCT~B96/01224 co~-nde manuelle, ; en marche normale, le mode de contrôle augmente le debit d'air comburant lorsque le debit de gaz combustible augmente, et inversement diminue ledit débit dlair comburant lorsque le débit de gaz combustible diminue.
Grace à l'invention, on obtient un appareil de cuisson présentant a la fois une grande souplesse et une bonne précision de la puissance calorifique disponible pour la cuisson, simplement en reglant manuellement le debit du gaz combustible. Ceci permet toutes sortes de cuisson, du "mijotage" jusqu'à la pleine cuisson, d'une part, tout en pouvant ajuster de fa~on relativement fine la puissance du brûleur catalytique dans chaque plage de cuisson, y compris en mijotage, d'autre part.
La présente invention a egalement pour objet d'ameliorer le fonctionnement d'un appareil de cuisson tel que précédemment défini, en maintenant les performances de la combustion catalytique à un niveau optimum, quelle que soit la puissance calorifique de l'appareil, réglee par ailleurs par l'utilisateur.
Conformement à la presente invention, un appareil de cuisson comprenant un ventilateur pulsant l'air primaire comburant, comprend par ailleurs un organe de contrôle du taux d'aeration du melange à brûler, en fonction du débit de gaz combustible commandé par le robinet, et agissant sur le débit d'air comburant pulse par le ventilateur, pour augmenter en marche normale ce dernie~ lorsque le debit de gaz combustible augmente, et inversement le diminuer lors~ue le debit de gaz combustible diminue.
Preferentiellement, mais à titre d'exemple, l'organe de contrôle est agence pour maintenir en marche normale le taux d'aeration du melange à brûler, dans une plage comprise entre 0,8 et 1,~.
~ a presente invention est maintenant decrite par reference au dessin annexe, dans lequel :
WO97/18416 PCT~B96/01224 - la figure 1 représente un schéma d'ensem~le d~un réchaud de cuisson selon l'invention, complété par un organe et différents moyens de contrôle ;
- la figure 2 représente un mode de réalisation, de type électro-mécanique, de l'organe et des moyens de controle du réchaud de cuisson représenté a la figure l.
Le réchaud de cuisson représenté à la figure 1, est intégré ou appartient à une table ou plan de cuisson, horizontale, représentée schématiquement par la référence numérique 31 ; cette table de cuisson 31 peut comporter un ou plusieurs réchauds de cuisson tels que décrits ci-après. Le ou chaque réchaud est associé à un organe, ou robinet 4 de commande manuelle du gaz combustible 3, une électro-vanne 22 de sécurité, commandant l'alimentation en gaz combustible, et un organe de contrôle 11 du taux d'aération du mélange 7 à brûler, tous ces composants ou moyens étant disposés sous la table de cuisson 31, selon toute disposition appropriee, tandis que le volant de commande 18 du robinet 4 et le bouton axial 32 d'actionnement manuel de l'électro-vanne 22 sont montés au-dessus de la table de cuisson 31, de manière accessible à l'utilisateur ou opérateur du réchaud de cuisson.
Comme montré par la figure 1, l'appareil de cuisson, ou réchaud de cuisson complet selon l'invention, comprend :
un br~leur catalytique 1 proprement dit, encastre dans la table de cuisson 31 ;
un récepteur thermique lO, disposé horizontalement juste au-dessus du plan de cuisson 31, dont la face ou côté
supérieur ou extérieur peut ainsi recevoir ou supporter une charge thermique, par exemple une casserole ;
le robinet de commande manuelle 4 du débit du gaz combustible 3, et l'électro-vanne 22 de sécurité, montée et intégrée de maniere coaxiale dans le robinet 4, comme décrit ci-apres, et dont les organes respectifs 18 et 32 de commande manuelle sont disposés a l'extérieur et au-dessus de la table de cuisson 31 ; le robinet 4 permet de faire varier de maniere continue le débit du gaz combustible, d'une valeur nulle à une valeur maximum par exemple, sous la seule action de l'utilisateur ou opérateur, indépendamment de l'organe de contrôle 11 défini ci-apres ;
un ventilateur 6 entra~né par un moteur électrique non representé, pulsant l'air primaire comburant 5, et disposé
lui-aussi au-dessous du plan de cuisson 31 ;
et l'organe de controle 11 du taux d'aération du melange à
brûler 7, comportant tous moyens de contrale 12 appropriés, de types électrique, électronique, électro-mécanique, ou micro-électronique, agencés de manière appropriée pour mettre en oeuvre la procédure de contrale retenue selon l'invention, et définie ci-après ;
conformément à la figure 2, les moyens de contrôle 12 explicités sont de type électro-mécanique ; l'organe de controle 11 et ses différents elements auxiliaires décrits ci-après sont integres dans la table de cuisson 31, de manière cachée pour l'utilisateur ou opérateur.
Le brûleur catalytique 1 est constitué par un organe 2 de mélange du gaz combustible 3 commandé par le robinet 4 et/ou l'électro-vanne 22, et de l'air primaire comburant 5 pulsé par le ventilateur 6, pour obtenir à sa sortie un flux du melange 7 à brûler. Le gaz combustible sous basse pression, par exemple du gaz naturel, peut etre introduit dans l'organe 2 par tout moyen approprie, par exemple un simple injecteur.
Selon un agencement approprie, non decrit en détail, et par réference à la figure 1, dans le br~leur catalytique 1 proprement dit, on peut distinguer :
- une chambre 8 de distribution du melange à brûler, dont l'entree communique avec l'organe 2 de melange ;
- une structure 9 de combustion catalytique, disposee transversalement ou perpendiculairement par rapport à la direction de circulation des gaz, traversee par le WO 97~18416 PCT/IB96/01224 mélange à brûler de sa face amont 9a en relation avec la chambre 8 de distribution, à sa face aval 9b évacuant les fumées de combustion ;
- une chambre 33 de collection des fumées de combustion, en relation avec la face aval 9b de la structure 9 de combustion catalytique, et évacuant les fumées vers l'extérieur et au-dessus de la table de cuisson 31, autour de la ch~rhre 8 de distribution.
Compte tenu de la disposition préc~demment décrite, en fonctionnement, le front rayonnant de combustion catalyti~ue sans flamme s'établit à proximité
de la face amont 9a de la structure 9 catalytique.
Le récepteur thermique 10, consistant en une plaque circ~ ire de vitro-céramique est supporté
au-dessus de la table de cuisson 31 par une couronne 34 isolée thermiquement, et ferme la chambre 8 de distribution du mélange à brûler. Ce récepteur 10 est disposé horizontalement à distance de la structure 9 catalytique, et s'étend du côté intérieur ou inférieur, en vis-à-vis de la face amont 9a de la structure 8, selon pratiquement toute la surface de cette dernière, de manière à recevoir la chaleur générée par le brûleur catalytique 1, principalement par rayonnement. Le récepteur thermique 10 dissipe du c6té ext~rieur ou supérieur au moins une partie de l'énergie thermique reçue par rayonnement et convection du brûleur catalytique 1, vers toute charge thermique, par exemple une casserole disposée sensiblement horizontalement en position d'utilisation sur le récepteur ou plaque de vitro-céramique 10, elle-même horizontale.
Le robinet 4 de commande manuelle du débit de gaz combustible 3, l'électro-vanne 22 de sécurité, commandant l'alimentation en gaz combustible 3, et leurs moyens de commande respectifs 18 (volant de commande) et 32 (bouton poussoir), constituent un seul et même composant, traditionnel, au sens o~ plusieurs fabricants, par exemple WO97/18416 PCT~B96/01224 la Société française SAUTER, les fabriquent et les vendent, par exemple dans une table de cuisson vendue sous la référence commerciale LINEAFLAMME en 1995, en ce qui concerne la Société précitée. Aussi, la description de ce composant sera limitée ci-après ~ ses éléments ou parties essentielles pour le fonctionnement ou contrôle de l'appareil de cuisson selon l'invention.
Le robinet 4 est du type a boisseau et comporte un corps 16 avec un alésage 16a axial, et un élément rotatif ou boisseau 17, monté de maniere ajustée dans l'alésage 16a, et dont la position relative en rotation par rapport au corps 16 détermine le débit du gaz combustible passant au travers du robinet 4, et dont la rotation par rapport au corps 16 fait varier de maniere continue le même débit. Le volant de commande 18 est lié
en rotation de l'élément rotatif ou boisseau 17.
L'électro-vanne 22 de sécurité est montée coaxialement dans le robinet 4, et plus précisément coaxialement au boisseau 17, pour commander l'alimentation du gaz combustible 3 en position ouverte ou fermée. Cette électro-vanne comporte :
- un clapet 24 coopérant avec un siege ménagé dans le corps 16 du robinet 4 ;
- un poussoir 32 de co -n~e, émergeant au centre du volant de commande 18 du robinet 4, mobile en translation par rapport au volant 18, pour amener manuellement en position ouverte le clapet 24 ;
- un moyen de rappel ou ressort 27, monté entre un épaulement ménagé a l'intérieur du boisseau 16 et le poussoir 32, pour rappeler ce dernier a l'écart du clapet 24 ;
- un électro-aimant 23, disposé coaxialement au clapet 24, a l'opposé du poussoir 32, permettant, lorsqu'il est excité, de maintenir le clapet 24 en position ouverte.
La principale fonction de l'organe 11 de contrôle est de piloter le taux d'aeration du mélange 7 a br~ler, en fonction du debit de gaz combustible 3, lui-même commande manuellement et indép~n~mment au moyen du robinet 4 par l'utilisateur ou operateur, selon la mise en marche et la puissance calorifique desiree par ce dernier.
Et pour ce faire, l'organe de contrôle 11 agit sur le debit d'air comburant 5, pulse par le ventilateur 6, pour augmenter en marche normale le debit d'air comburant pulse lorsque le débit de gaz combustible augmente, et pour diminuer le debit d'air comburant pulse lorsque le debit de gaz combustible diminue.
Préférentiellement, mais de maniere non - limitative, l'organe de contrôle 11 est agence pour maintenir, en marche normale de l'appareil de cuisson, le taux d'aeration du mélange a brûler 7, dans une plage comprise entre Q,8 et 1,5.
Preférentiellement, mais de manière non limitative, le débit d'air comburant 5 pulse est augmente ou diminue de maniere discontinue, notamment par paliers successifs.
A cette fin, l'organe de contrôle 11 communique :
- par une ligne de commande 13 avec un moyen de pilotage de la vitesse du ventilateur 6, notamment de la tension d'alimentation du moteur electrique l'entraînant ;
- et par une ligne de detection 14, avec un capteur 19 de la position relative en rotation de l'elément rotatif ou boisseau 17, par rapport au corps 16 du robinet 4 ;
préférentiellement, et comme montre à la figure 1, le capteur 19 comprend, d'un côté un curseur 20 solidaire en rotation de l'element rotatif ou boisseau 17, ou du volant de commande l9, et de l'autre côte une série de plots fixes 2la à 2ld, de contact électrique avec le curseur 20 lors de sa propre rotation, lesdits plots étant reliés électriquement à des moyens de commutation insérés dans le circuit électrique d'alimentation du moteur électrique du ventilateur 6.
=
Preferentiellement, le robinet 4 et les differents eléments le constituant sont agences en correspondance avec le volant de commande 18, et les différents plots du capteur 19, en sorte que :
- la position 15 corresponde à l'arrêt complet du débit du gaz combustible, ou debit nul de ce dernier ;
- la position en rotation relative, correspondant au contact du curseur 20 et du premier plot 2la, corresponde au demarrage du brûleur catalytique 1 d'une part, et au plein debit du gaz combustible 3 ;
- la poursuite de la rotation du volant 18 corresponde à
une decroissance progressive du debit du gaz combustible, avec passage du curseur 20 sur les plots 2lb, 21c, et 2ld respectivement, correspondant à
des paliers successifs de decroissance du debit d'air comburant 5 pulse.
Le même moyen de contrôle 11 est agence egalement pour maintenir le taux d'aeration du melange à brûler, dans une plage comprise entre 0,8 et 0,9, pendant une phase de demarrage du br~leur catalytique 1, reperée ou détectée par exemple par le passage du robinet 4 de sa position d'arret 15 à sa position ouverte, correspondant au plot 2la.
Par ailleurs, l~organe de contrôle 11 comporte un capteur 25 de la température au sein ou à proximite de la structure 9 de la combustion catalytique, relie par une ligne 36 audit organe 11. Et ce dernier est agence pour commander l'electro-vanne 22, et plus precisement l'electro-aimant 23, en position ouverte, si la temperature de fonctionnement de ladite structure est au moins egale à une valeur de consigne, et en position fermee, si cette même temperature de fonctionnement est inferieure à cette valeur de consigne. Ce même organe de contrôle 11 est aussi agencé pour commander le maintien de l'electro-vanne 22, et plus precisement l'electro-aimant 23, en position ouverte, pendant un temps WO97/18416 PCT~B96/01224 prédéterminé correspondant à la phase de démarrage précitée du brûleur catalytique 1, repérée comme précédemment par le passage du robinet de sa position d'arrêt 15 à sa position ouverte indexée par le plot 2la.
Cette commande de 1'électro-vanne 22, en marche normale, permet d'améliorer la sécurité d'utilisation d'un appareil de chauffage selon l'invention, en ce que, d'une part, l'extinction de la combustion catalytique, et d'autre part, toute prise de feu en amont de la structure catalytique 9, et notamment dans la chambre de distribution 8, conduisent automatiquement à la fermeture de l'électro-vanne 22.
Les dispositions précedentes, liees à la detection de la temperature de fonctionnement de la structure catalytique 9, peuvent être complétees par un indicateur lumineux 26, relie par une ligne 37 à l'organe de contrôle 11, commandé par ce dernier pour etre allumé si la température de fonctionnement est au moins egale à la valeur de consigne, et eteint si la température de fonctionnement est inférieure à cette valeur de consigne.
L'organe de controle 11 est également agencé pour maintenir le debit d'air comburant 5 pulse à une valeur non nulle, par exemple par le pilotage de la tension d'alimentation du moteur entrainant le ventilateur 6, et ceci pendant une duree predeterminée lors de la mise à
l'arrêt du br~leur catalytique 1, repérée ou détectée par le passage en retour du curseur 20 sur le plot Zla, et pendant laquelle le débit du gaz combusti~le 3 a par consequent une valeur nulle.
Pour terminer, l'appareil comprend également un génerateur 28 d'au moins une etincelle electrique, à
proximite de la face aval 9b de la structure 9 de combustion catalytique, ce génerateur etant relie à
l'organe de contrôle 11 par une ligne 38. Cet organe 11 est agence pour commander temporairement le generateur 28 pendant la phase de demarrage du brûleur catalytique, CA 022l0468 l997-07-ll WO 97/18416 PCT/IB96/0122~
repérée comme indiqué précédemment par le passage du robinet 4 de la position d'arrêt 15 a la position ouverte débutant par le plot 2la.
A titre d'exemple, la réalisation électro-mécanique 12 de l'organe de contrôle 11 précédemment décrit, en relation avec ses différents éléments auxiliaires, est montrée par le schéma de montage de la figure 2, dans lequel les mêmes references numériques que celles employées à la figure 1 indiquent les mêmes éléments, composants ou organes.
Cette réalisation electro-mecanique se caracterise par l'assemblage des elements principaux suivants :
- un relais télérupteur 39, comportant deux contacts 391 et 392, relié au plot 21a, en relation avec le volant de corr~nde 18 ;
- trois relais télérupteurs 40, 41, 42, reliés, d'un côté
aux trois plots 2lb à 2ld respectivement, en relation avec le volant de commande 18, et de l'autre côté, par un contact unique 401, 411, 421, à trois resistances re~lables 43, 44, 45 respectivement ;
- un relais temporise de retard au collage 46, dont la sortie communique selon la position de son contact électrique avec l'une ou l'autre de deux résistances différentes réglables 48 et 49, disposees en parallèle dans le circuit d'alimentation du moteur electrique du ventilateur 6 ;
- un relais temporise 47 de retard au décollage, à deux contacts electriques, commandant l'alimentation du relais 46 et de son contact ;
- un comparateur 30, relie au capteur 25 de la temperature de fonctionnement, à l'indicateur lumineux 26 de fonctionnement, et à l'electro-aimant 23 de l'electro-vanne 2Z, et permettant d'assujettir le fonctionnement de l'indicateur lumineux 26 et de l'électro-aimant 23 à la température de fonctionne~nt de la structure catalytique 9 ;
CA 022l0468 l997-07-ll WO 97/18416 PCT/IB96/Oi224 - un circuit électrique alimenté par une batterie 75, et reliant les elements précités entre eux, ainsi qu'au moteur du ventilateur 6.
Le fonctionnement sequentiel de l'appareil ou réchaud de cuisson précédemment décrit découle des explications précédemment données, et peut être établi comme suit.
En appuyant sur le bouton de commande 32, et en tournant manuellement le volant de commande 18, à partir de la position d'arrêt 15, jusqu'au plot 21a, les opérations suivantes sont enchaînées :
- ouverture manuelle complète de l'électro-vanne 22, avec maintien du clapet 24 en position ouverte, par excitation de l'électro-aimant 23 ;
- passage d'un débit de gaz combustible 3, d'une valeur nulle à une valeur maximum ;
- lancement d'un train d'étincelles au niveau du générateur 28 ;
- par fermeture du contact 391 du relais 39, alimentation du comparateur électronique 30 ; dès ce moment, d'une part pendant une phase de démarrage temporisée à 30 s par exemple, l'électro-vanne 22 est maintenue en position ouverte, et d'autre part, au-delà de la phase de démarrage, l'électro-aimant 23 de l'électro-vanne 22 demeure excité si la température de fonctionnement détectée par le capteur 25 est au moins égale à la valeur de consigne, ou est désexcité si la température de fonctionnement devient inférieure à cette valeur de consigne ; en parallèle à l'excitation ou désexcitation de l'électro-aimant z3, l'indicateur lumineux 26 est - allumé ou éteint ;
- par la fermeture du contact 392 du relais 39, alimentation du relais 46, temporisée par le relais 47, moyennant quoi l'alimentation du moteur du ventilateur 6 s'établit avec interposition en série de la résistance 49, provoquant un débit pulsé plus faible, CA 022l0468 lgg7-o7-ll WO97/18416 PCT~B96/01224 puis avec interposition en série de la résistance 48, provoquant le plein debit de l'air comburant pulse 5.
La durée de temporisation du comparateur 30 peut être calée sur la durée de temporisation du relais 47.
Une fois le temps de la phase de demarrage ecoule, et en cas de fonctionnement correct du brûleur catalytique 1, la lampe-témoin 26 se trouve allumée, l'electro-vanne 22 en position ouverte, et le robinet de corr~e 4 en position de débit maximum.
En tournant le volant 18 à partir de la position correspondant au plot 2la, on réduit le débit du ga~
combustible 3, ce qui réduit en correspondance et simultanément la vitesse du ventilateur 6, par exemple par paliers, comme etabli ci-après :
- au passage du curseur 20 sur le plot 21b, on alimente le relais 40, moyennant quoi la resistance 43 se trouve intercalée dans le circuit d'alimentation du ventilateur 6, en série avec la batterie 75, et ainsi de suite au passage du curseur sur les plots 21c et 2ld, pour insérer en plus les resistances 44 et 45 respectivement ;
- entre deux plots consécutifs, par exemple 21a et 21b, la vitesse du ventilateur 6 demeure fixe, mais la variation de débit du gaz combustible est suffisamment faible pour que l'on reste dans la plage admissible du taux d'aération requis pour le br~leur catalytique.
Finalement, en tournant le volant de commande 18, en sens inverse, les résistances 45, 44, 43 se trouvent successivement retirées du circuit d'alimentation du ventilateur 6. Lorsque le cavalier 20 repasse sur le plot 21a, le relais 39 est commuté pour faire passer les contacts 391 et 392 en position ouverte. Cependant, le relais temporisé 47 maintient la liaison avec la résistance 49, pendant quelques secondes, ce qui a pour effet de poursuivre la circulation de l'air comburant pulsé, à plein régime, dans le br~leur catalytique 1, et CA 022l046s lgg7-o7-ll WO97/18416 PCT~B96/01224 ce qui permet de purger ce dernier, et de chasser tout gaz ou melange combustible susceptible de se reallumer.
La présente invention concerne un appareil de cuisson avec brûleur catalytique.
Conformément au document EP-A-0 520 913, on a décrit un appareil de chauffage, comprenant de manière générale :
un br~leur catalytique constitue par au moins un organe de mélange ou d'admixtion d'air primaire comburant avec un flux de gaz combustible, pour obtenir un mélange à
brûler ; le débit de gaz combustible étant commandé par un robinet ou autre moyen de contrôle équivalent, et l'air primaire etant entra f ne par le flux de gaz combustible ;
au moins une chambre de distribution du melange a brûler, et une structure de combustion catalytique traversee par le melange, de sa face amont en re~ation avec la chambre de distribution, a sa face aval évacuant les fumées de combustion ;
un récepteur thermique disposé a distance de la structure de combustion catalytique, s'etendant du côte interieur en vis-à-vis de l'une des faces de cette structure, en l'occurrence en vis-à-vis de sa face amont, selon pratiquement toute la surface de ladite structure, et agencé et ~onstruit pour dissiper du côté extérieur au moins une partie de l'énergie thermique reçue par rayonnement principalement, et accessoirement par convection, du br~leur catalyti~ue proprement dit.
Conformément au document EP-A-0 469 25~, on a décrit et proposé un appareil de chauffage avec brûleur catalytique du même type que celui défini précédemment, mais se distinguant néanmoins de ce dernier par les caractéristiques techniques principales suivantes :
- l'air primaire comburant est pulsé par un ventilateur, et se mélange avec le gaz combustible, pour obtenir le mélange à brûler ;
COPIE DE CONFIR~I~TION
WO97/18416 PCT~B96/01224 - le recepteur thermique s'etend du côté intérieur en vis-à-vis de la face aval de la structure de combustion catalytique, par laquelle les fumées de combustion sont évacuées ;
- par un agencement approprie isolant l'appareil de cuisson, et notamment le brûleur catalytique, de l'exterieur, il existe une chambre de collection des fumees de combustion, evacuees par tout moyen approprie.
Selon la presente invention, par "appareil de cuisson", on entend, de manière generale, tout appareil portatif ou non, integrant ou raccorde à une source de gaz combustible, par exemple du gaz de ville sous basse pression ou pression detendue, et utilisant la chaleur de combustion produite par le brûleur catalytique à des fins de cuisson. Répondent à la définition précédente, differents dispositifs de cuisson à usage domestique ou professionnel, par exemple une table de cuisson. Un tel appareil de cuisson comporte, eventuellement, d'autres élements ou organes permettant son usage dans la fonction ou destination retenue, par exemple des moyens d'integration dans un plan de cuisson si l'appareil de cuisson considere est un rechaud de cuisson de type domestique.
Dans la description ci-après, à titre d'exemple non limitatif, la presente invention sera introduite, définie, presentee et explicitée par référence à un réchaud de cuisson integre dans une table ou plan de cuisson domestique.
Par "structure catalytique", ou "structure de combustion catalytique", on entend toute structure permeable au melange à br~ler, generant une perte de charge lors du passage de ce melange, de la face amont à
la ~ace aval de la structure considérée. Cette structure s'étend en surface, transversalement ou perpendiculairement à la direction de passage du melange à
brûler. Cette structure comprend un support inerte vis-à-vis du mélange a br~er, du gaz combustible, et des gaz de combustion, et mécaniquement ou chimiquement résistant aux températures élevées, générées par la combustion catalytique. Ce support est revêtu, au moins sur sa ou ses surfaces internes, directement ou indirectement, par une matiere catalytique proprement dite, telle ~ue platine ou sels de platine, catalysant la combustion. Ressortent de la définition précédente, d'une part les structures catalytiques, dites en "nid-d'abeille", consistant en une tranche ou un noyau d'un matériau réfractaire tel que céramique ou métal, traversé par une pluralité de canaux transversaux adjacents, et d'autre part des structures du type tissu ou tamis catalytique.
La présente invention a pour objet des moyens permettant fi l'utilisateur d'a~uster ou régler de maniere fine la puissance calorifi~ue de l'appareil de cuisson, de façon continue dans une plage ou intervalle de valeurs relativement important, sans interruption du fonctionnement du brûleur catalytique, et en maintenant les performances de la combustion catalytique a un niveau optimum.
Conformément a la présente invention, en combinaison :
- d'une part, l'organe de commande manuelle du debit de gaz combustible, par exemple le robinet, est agencé pour permettre une variation continue et autonome dudit débit ;
- et d'autre part, l'appareil comprend un organe de controle du taux d'aération du melange a br~ler, agence pour ne pas agir en marche normale sur le débit de gaz combustible, c'est-à-dire ne pas piloter l'organe de commande dudit debit, mais agence pour agir au moins sur le debit d'air comburant pulse par le ventilateur, en fonction du debit de gaz combustible commandé
independamment par l'utilisateur avec l'organe de WO97/18416 PCT~B96/01224 co~-nde manuelle, ; en marche normale, le mode de contrôle augmente le debit d'air comburant lorsque le debit de gaz combustible augmente, et inversement diminue ledit débit dlair comburant lorsque le débit de gaz combustible diminue.
Grace à l'invention, on obtient un appareil de cuisson présentant a la fois une grande souplesse et une bonne précision de la puissance calorifique disponible pour la cuisson, simplement en reglant manuellement le debit du gaz combustible. Ceci permet toutes sortes de cuisson, du "mijotage" jusqu'à la pleine cuisson, d'une part, tout en pouvant ajuster de fa~on relativement fine la puissance du brûleur catalytique dans chaque plage de cuisson, y compris en mijotage, d'autre part.
La présente invention a egalement pour objet d'ameliorer le fonctionnement d'un appareil de cuisson tel que précédemment défini, en maintenant les performances de la combustion catalytique à un niveau optimum, quelle que soit la puissance calorifique de l'appareil, réglee par ailleurs par l'utilisateur.
Conformement à la presente invention, un appareil de cuisson comprenant un ventilateur pulsant l'air primaire comburant, comprend par ailleurs un organe de contrôle du taux d'aeration du melange à brûler, en fonction du débit de gaz combustible commandé par le robinet, et agissant sur le débit d'air comburant pulse par le ventilateur, pour augmenter en marche normale ce dernie~ lorsque le debit de gaz combustible augmente, et inversement le diminuer lors~ue le debit de gaz combustible diminue.
Preferentiellement, mais à titre d'exemple, l'organe de contrôle est agence pour maintenir en marche normale le taux d'aeration du melange à brûler, dans une plage comprise entre 0,8 et 1,~.
~ a presente invention est maintenant decrite par reference au dessin annexe, dans lequel :
WO97/18416 PCT~B96/01224 - la figure 1 représente un schéma d'ensem~le d~un réchaud de cuisson selon l'invention, complété par un organe et différents moyens de contrôle ;
- la figure 2 représente un mode de réalisation, de type électro-mécanique, de l'organe et des moyens de controle du réchaud de cuisson représenté a la figure l.
Le réchaud de cuisson représenté à la figure 1, est intégré ou appartient à une table ou plan de cuisson, horizontale, représentée schématiquement par la référence numérique 31 ; cette table de cuisson 31 peut comporter un ou plusieurs réchauds de cuisson tels que décrits ci-après. Le ou chaque réchaud est associé à un organe, ou robinet 4 de commande manuelle du gaz combustible 3, une électro-vanne 22 de sécurité, commandant l'alimentation en gaz combustible, et un organe de contrôle 11 du taux d'aération du mélange 7 à brûler, tous ces composants ou moyens étant disposés sous la table de cuisson 31, selon toute disposition appropriee, tandis que le volant de commande 18 du robinet 4 et le bouton axial 32 d'actionnement manuel de l'électro-vanne 22 sont montés au-dessus de la table de cuisson 31, de manière accessible à l'utilisateur ou opérateur du réchaud de cuisson.
Comme montré par la figure 1, l'appareil de cuisson, ou réchaud de cuisson complet selon l'invention, comprend :
un br~leur catalytique 1 proprement dit, encastre dans la table de cuisson 31 ;
un récepteur thermique lO, disposé horizontalement juste au-dessus du plan de cuisson 31, dont la face ou côté
supérieur ou extérieur peut ainsi recevoir ou supporter une charge thermique, par exemple une casserole ;
le robinet de commande manuelle 4 du débit du gaz combustible 3, et l'électro-vanne 22 de sécurité, montée et intégrée de maniere coaxiale dans le robinet 4, comme décrit ci-apres, et dont les organes respectifs 18 et 32 de commande manuelle sont disposés a l'extérieur et au-dessus de la table de cuisson 31 ; le robinet 4 permet de faire varier de maniere continue le débit du gaz combustible, d'une valeur nulle à une valeur maximum par exemple, sous la seule action de l'utilisateur ou opérateur, indépendamment de l'organe de contrôle 11 défini ci-apres ;
un ventilateur 6 entra~né par un moteur électrique non representé, pulsant l'air primaire comburant 5, et disposé
lui-aussi au-dessous du plan de cuisson 31 ;
et l'organe de controle 11 du taux d'aération du melange à
brûler 7, comportant tous moyens de contrale 12 appropriés, de types électrique, électronique, électro-mécanique, ou micro-électronique, agencés de manière appropriée pour mettre en oeuvre la procédure de contrale retenue selon l'invention, et définie ci-après ;
conformément à la figure 2, les moyens de contrôle 12 explicités sont de type électro-mécanique ; l'organe de controle 11 et ses différents elements auxiliaires décrits ci-après sont integres dans la table de cuisson 31, de manière cachée pour l'utilisateur ou opérateur.
Le brûleur catalytique 1 est constitué par un organe 2 de mélange du gaz combustible 3 commandé par le robinet 4 et/ou l'électro-vanne 22, et de l'air primaire comburant 5 pulsé par le ventilateur 6, pour obtenir à sa sortie un flux du melange 7 à brûler. Le gaz combustible sous basse pression, par exemple du gaz naturel, peut etre introduit dans l'organe 2 par tout moyen approprie, par exemple un simple injecteur.
Selon un agencement approprie, non decrit en détail, et par réference à la figure 1, dans le br~leur catalytique 1 proprement dit, on peut distinguer :
- une chambre 8 de distribution du melange à brûler, dont l'entree communique avec l'organe 2 de melange ;
- une structure 9 de combustion catalytique, disposee transversalement ou perpendiculairement par rapport à la direction de circulation des gaz, traversee par le WO 97~18416 PCT/IB96/01224 mélange à brûler de sa face amont 9a en relation avec la chambre 8 de distribution, à sa face aval 9b évacuant les fumées de combustion ;
- une chambre 33 de collection des fumées de combustion, en relation avec la face aval 9b de la structure 9 de combustion catalytique, et évacuant les fumées vers l'extérieur et au-dessus de la table de cuisson 31, autour de la ch~rhre 8 de distribution.
Compte tenu de la disposition préc~demment décrite, en fonctionnement, le front rayonnant de combustion catalyti~ue sans flamme s'établit à proximité
de la face amont 9a de la structure 9 catalytique.
Le récepteur thermique 10, consistant en une plaque circ~ ire de vitro-céramique est supporté
au-dessus de la table de cuisson 31 par une couronne 34 isolée thermiquement, et ferme la chambre 8 de distribution du mélange à brûler. Ce récepteur 10 est disposé horizontalement à distance de la structure 9 catalytique, et s'étend du côté intérieur ou inférieur, en vis-à-vis de la face amont 9a de la structure 8, selon pratiquement toute la surface de cette dernière, de manière à recevoir la chaleur générée par le brûleur catalytique 1, principalement par rayonnement. Le récepteur thermique 10 dissipe du c6té ext~rieur ou supérieur au moins une partie de l'énergie thermique reçue par rayonnement et convection du brûleur catalytique 1, vers toute charge thermique, par exemple une casserole disposée sensiblement horizontalement en position d'utilisation sur le récepteur ou plaque de vitro-céramique 10, elle-même horizontale.
Le robinet 4 de commande manuelle du débit de gaz combustible 3, l'électro-vanne 22 de sécurité, commandant l'alimentation en gaz combustible 3, et leurs moyens de commande respectifs 18 (volant de commande) et 32 (bouton poussoir), constituent un seul et même composant, traditionnel, au sens o~ plusieurs fabricants, par exemple WO97/18416 PCT~B96/01224 la Société française SAUTER, les fabriquent et les vendent, par exemple dans une table de cuisson vendue sous la référence commerciale LINEAFLAMME en 1995, en ce qui concerne la Société précitée. Aussi, la description de ce composant sera limitée ci-après ~ ses éléments ou parties essentielles pour le fonctionnement ou contrôle de l'appareil de cuisson selon l'invention.
Le robinet 4 est du type a boisseau et comporte un corps 16 avec un alésage 16a axial, et un élément rotatif ou boisseau 17, monté de maniere ajustée dans l'alésage 16a, et dont la position relative en rotation par rapport au corps 16 détermine le débit du gaz combustible passant au travers du robinet 4, et dont la rotation par rapport au corps 16 fait varier de maniere continue le même débit. Le volant de commande 18 est lié
en rotation de l'élément rotatif ou boisseau 17.
L'électro-vanne 22 de sécurité est montée coaxialement dans le robinet 4, et plus précisément coaxialement au boisseau 17, pour commander l'alimentation du gaz combustible 3 en position ouverte ou fermée. Cette électro-vanne comporte :
- un clapet 24 coopérant avec un siege ménagé dans le corps 16 du robinet 4 ;
- un poussoir 32 de co -n~e, émergeant au centre du volant de commande 18 du robinet 4, mobile en translation par rapport au volant 18, pour amener manuellement en position ouverte le clapet 24 ;
- un moyen de rappel ou ressort 27, monté entre un épaulement ménagé a l'intérieur du boisseau 16 et le poussoir 32, pour rappeler ce dernier a l'écart du clapet 24 ;
- un électro-aimant 23, disposé coaxialement au clapet 24, a l'opposé du poussoir 32, permettant, lorsqu'il est excité, de maintenir le clapet 24 en position ouverte.
La principale fonction de l'organe 11 de contrôle est de piloter le taux d'aeration du mélange 7 a br~ler, en fonction du debit de gaz combustible 3, lui-même commande manuellement et indép~n~mment au moyen du robinet 4 par l'utilisateur ou operateur, selon la mise en marche et la puissance calorifique desiree par ce dernier.
Et pour ce faire, l'organe de contrôle 11 agit sur le debit d'air comburant 5, pulse par le ventilateur 6, pour augmenter en marche normale le debit d'air comburant pulse lorsque le débit de gaz combustible augmente, et pour diminuer le debit d'air comburant pulse lorsque le debit de gaz combustible diminue.
Préférentiellement, mais de maniere non - limitative, l'organe de contrôle 11 est agence pour maintenir, en marche normale de l'appareil de cuisson, le taux d'aeration du mélange a brûler 7, dans une plage comprise entre Q,8 et 1,5.
Preférentiellement, mais de manière non limitative, le débit d'air comburant 5 pulse est augmente ou diminue de maniere discontinue, notamment par paliers successifs.
A cette fin, l'organe de contrôle 11 communique :
- par une ligne de commande 13 avec un moyen de pilotage de la vitesse du ventilateur 6, notamment de la tension d'alimentation du moteur electrique l'entraînant ;
- et par une ligne de detection 14, avec un capteur 19 de la position relative en rotation de l'elément rotatif ou boisseau 17, par rapport au corps 16 du robinet 4 ;
préférentiellement, et comme montre à la figure 1, le capteur 19 comprend, d'un côté un curseur 20 solidaire en rotation de l'element rotatif ou boisseau 17, ou du volant de commande l9, et de l'autre côte une série de plots fixes 2la à 2ld, de contact électrique avec le curseur 20 lors de sa propre rotation, lesdits plots étant reliés électriquement à des moyens de commutation insérés dans le circuit électrique d'alimentation du moteur électrique du ventilateur 6.
=
Preferentiellement, le robinet 4 et les differents eléments le constituant sont agences en correspondance avec le volant de commande 18, et les différents plots du capteur 19, en sorte que :
- la position 15 corresponde à l'arrêt complet du débit du gaz combustible, ou debit nul de ce dernier ;
- la position en rotation relative, correspondant au contact du curseur 20 et du premier plot 2la, corresponde au demarrage du brûleur catalytique 1 d'une part, et au plein debit du gaz combustible 3 ;
- la poursuite de la rotation du volant 18 corresponde à
une decroissance progressive du debit du gaz combustible, avec passage du curseur 20 sur les plots 2lb, 21c, et 2ld respectivement, correspondant à
des paliers successifs de decroissance du debit d'air comburant 5 pulse.
Le même moyen de contrôle 11 est agence egalement pour maintenir le taux d'aeration du melange à brûler, dans une plage comprise entre 0,8 et 0,9, pendant une phase de demarrage du br~leur catalytique 1, reperée ou détectée par exemple par le passage du robinet 4 de sa position d'arret 15 à sa position ouverte, correspondant au plot 2la.
Par ailleurs, l~organe de contrôle 11 comporte un capteur 25 de la température au sein ou à proximite de la structure 9 de la combustion catalytique, relie par une ligne 36 audit organe 11. Et ce dernier est agence pour commander l'electro-vanne 22, et plus precisement l'electro-aimant 23, en position ouverte, si la temperature de fonctionnement de ladite structure est au moins egale à une valeur de consigne, et en position fermee, si cette même temperature de fonctionnement est inferieure à cette valeur de consigne. Ce même organe de contrôle 11 est aussi agencé pour commander le maintien de l'electro-vanne 22, et plus precisement l'electro-aimant 23, en position ouverte, pendant un temps WO97/18416 PCT~B96/01224 prédéterminé correspondant à la phase de démarrage précitée du brûleur catalytique 1, repérée comme précédemment par le passage du robinet de sa position d'arrêt 15 à sa position ouverte indexée par le plot 2la.
Cette commande de 1'électro-vanne 22, en marche normale, permet d'améliorer la sécurité d'utilisation d'un appareil de chauffage selon l'invention, en ce que, d'une part, l'extinction de la combustion catalytique, et d'autre part, toute prise de feu en amont de la structure catalytique 9, et notamment dans la chambre de distribution 8, conduisent automatiquement à la fermeture de l'électro-vanne 22.
Les dispositions précedentes, liees à la detection de la temperature de fonctionnement de la structure catalytique 9, peuvent être complétees par un indicateur lumineux 26, relie par une ligne 37 à l'organe de contrôle 11, commandé par ce dernier pour etre allumé si la température de fonctionnement est au moins egale à la valeur de consigne, et eteint si la température de fonctionnement est inférieure à cette valeur de consigne.
L'organe de controle 11 est également agencé pour maintenir le debit d'air comburant 5 pulse à une valeur non nulle, par exemple par le pilotage de la tension d'alimentation du moteur entrainant le ventilateur 6, et ceci pendant une duree predeterminée lors de la mise à
l'arrêt du br~leur catalytique 1, repérée ou détectée par le passage en retour du curseur 20 sur le plot Zla, et pendant laquelle le débit du gaz combusti~le 3 a par consequent une valeur nulle.
Pour terminer, l'appareil comprend également un génerateur 28 d'au moins une etincelle electrique, à
proximite de la face aval 9b de la structure 9 de combustion catalytique, ce génerateur etant relie à
l'organe de contrôle 11 par une ligne 38. Cet organe 11 est agence pour commander temporairement le generateur 28 pendant la phase de demarrage du brûleur catalytique, CA 022l0468 l997-07-ll WO 97/18416 PCT/IB96/0122~
repérée comme indiqué précédemment par le passage du robinet 4 de la position d'arrêt 15 a la position ouverte débutant par le plot 2la.
A titre d'exemple, la réalisation électro-mécanique 12 de l'organe de contrôle 11 précédemment décrit, en relation avec ses différents éléments auxiliaires, est montrée par le schéma de montage de la figure 2, dans lequel les mêmes references numériques que celles employées à la figure 1 indiquent les mêmes éléments, composants ou organes.
Cette réalisation electro-mecanique se caracterise par l'assemblage des elements principaux suivants :
- un relais télérupteur 39, comportant deux contacts 391 et 392, relié au plot 21a, en relation avec le volant de corr~nde 18 ;
- trois relais télérupteurs 40, 41, 42, reliés, d'un côté
aux trois plots 2lb à 2ld respectivement, en relation avec le volant de commande 18, et de l'autre côté, par un contact unique 401, 411, 421, à trois resistances re~lables 43, 44, 45 respectivement ;
- un relais temporise de retard au collage 46, dont la sortie communique selon la position de son contact électrique avec l'une ou l'autre de deux résistances différentes réglables 48 et 49, disposees en parallèle dans le circuit d'alimentation du moteur electrique du ventilateur 6 ;
- un relais temporise 47 de retard au décollage, à deux contacts electriques, commandant l'alimentation du relais 46 et de son contact ;
- un comparateur 30, relie au capteur 25 de la temperature de fonctionnement, à l'indicateur lumineux 26 de fonctionnement, et à l'electro-aimant 23 de l'electro-vanne 2Z, et permettant d'assujettir le fonctionnement de l'indicateur lumineux 26 et de l'électro-aimant 23 à la température de fonctionne~nt de la structure catalytique 9 ;
CA 022l0468 l997-07-ll WO 97/18416 PCT/IB96/Oi224 - un circuit électrique alimenté par une batterie 75, et reliant les elements précités entre eux, ainsi qu'au moteur du ventilateur 6.
Le fonctionnement sequentiel de l'appareil ou réchaud de cuisson précédemment décrit découle des explications précédemment données, et peut être établi comme suit.
En appuyant sur le bouton de commande 32, et en tournant manuellement le volant de commande 18, à partir de la position d'arrêt 15, jusqu'au plot 21a, les opérations suivantes sont enchaînées :
- ouverture manuelle complète de l'électro-vanne 22, avec maintien du clapet 24 en position ouverte, par excitation de l'électro-aimant 23 ;
- passage d'un débit de gaz combustible 3, d'une valeur nulle à une valeur maximum ;
- lancement d'un train d'étincelles au niveau du générateur 28 ;
- par fermeture du contact 391 du relais 39, alimentation du comparateur électronique 30 ; dès ce moment, d'une part pendant une phase de démarrage temporisée à 30 s par exemple, l'électro-vanne 22 est maintenue en position ouverte, et d'autre part, au-delà de la phase de démarrage, l'électro-aimant 23 de l'électro-vanne 22 demeure excité si la température de fonctionnement détectée par le capteur 25 est au moins égale à la valeur de consigne, ou est désexcité si la température de fonctionnement devient inférieure à cette valeur de consigne ; en parallèle à l'excitation ou désexcitation de l'électro-aimant z3, l'indicateur lumineux 26 est - allumé ou éteint ;
- par la fermeture du contact 392 du relais 39, alimentation du relais 46, temporisée par le relais 47, moyennant quoi l'alimentation du moteur du ventilateur 6 s'établit avec interposition en série de la résistance 49, provoquant un débit pulsé plus faible, CA 022l0468 lgg7-o7-ll WO97/18416 PCT~B96/01224 puis avec interposition en série de la résistance 48, provoquant le plein debit de l'air comburant pulse 5.
La durée de temporisation du comparateur 30 peut être calée sur la durée de temporisation du relais 47.
Une fois le temps de la phase de demarrage ecoule, et en cas de fonctionnement correct du brûleur catalytique 1, la lampe-témoin 26 se trouve allumée, l'electro-vanne 22 en position ouverte, et le robinet de corr~e 4 en position de débit maximum.
En tournant le volant 18 à partir de la position correspondant au plot 2la, on réduit le débit du ga~
combustible 3, ce qui réduit en correspondance et simultanément la vitesse du ventilateur 6, par exemple par paliers, comme etabli ci-après :
- au passage du curseur 20 sur le plot 21b, on alimente le relais 40, moyennant quoi la resistance 43 se trouve intercalée dans le circuit d'alimentation du ventilateur 6, en série avec la batterie 75, et ainsi de suite au passage du curseur sur les plots 21c et 2ld, pour insérer en plus les resistances 44 et 45 respectivement ;
- entre deux plots consécutifs, par exemple 21a et 21b, la vitesse du ventilateur 6 demeure fixe, mais la variation de débit du gaz combustible est suffisamment faible pour que l'on reste dans la plage admissible du taux d'aération requis pour le br~leur catalytique.
Finalement, en tournant le volant de commande 18, en sens inverse, les résistances 45, 44, 43 se trouvent successivement retirées du circuit d'alimentation du ventilateur 6. Lorsque le cavalier 20 repasse sur le plot 21a, le relais 39 est commuté pour faire passer les contacts 391 et 392 en position ouverte. Cependant, le relais temporisé 47 maintient la liaison avec la résistance 49, pendant quelques secondes, ce qui a pour effet de poursuivre la circulation de l'air comburant pulsé, à plein régime, dans le br~leur catalytique 1, et CA 022l046s lgg7-o7-ll WO97/18416 PCT~B96/01224 ce qui permet de purger ce dernier, et de chasser tout gaz ou melange combustible susceptible de se reallumer.
Claims (14)
1/ Appareil de cuisson comprenant :
- un brûleur catalytique (1) constitué par au moins un organe (2) de mélange d'un gaz combustible (3) dont le débit est commandé par un organe (4) de commande manuelle, et d'air primaire comburant (5) pulsé par un ventilateur (6), pour obtenir un mélange (7) à brûler, au moins une chanbre (8) de distribution dudit mélange, et une structure (9) de combustion catalytique traversée par ledit mélange, de sa face amont (9a) en relation avec la chambre de distribution, à sa face aval (9b) évacuant les fumées de combustion ;
- un récepteur (10) thermique disposé à distance de la structure (9) de combustion catalytique, s'étendant du côté intérieur en vis-à-vis de l'une des faces (9a) de ladite structure, selon pratiquement toute la surface de cette dernière, et agencé et construit pour dissiper du côté extérieur au moins une partie de l'énergie thermique reçue par rayonnement et/ou convection dudit brûleur catalytique (1) ;
caractérisé en ce que, d'une part l'organe (4) de commande manuelle du débit de gaz combustible est agencé pour permettre une variation continue et autonome dudit débit, et d'autre part ledit appareil comprend un organe (11) de contrôle du taux d'aération du mélange à brûler, agencé
pour ne pas agir en marche normale sur le débit de gaz combustible, mais pour agir au moins sur le débit d'air comburant (5) pulsé par le ventilateur (6), en fonction du débit de gaz combustible (4) commandé indépendamment par l'utilisateur avec ledit organe (4) de commande manuelle, pour augmenter en marche normale ledit débit d'air comburant lorsque le débit de gaz combustible augmente, et inversement le diminuer lorsque le débit de gaz combustible diminue.
- un brûleur catalytique (1) constitué par au moins un organe (2) de mélange d'un gaz combustible (3) dont le débit est commandé par un organe (4) de commande manuelle, et d'air primaire comburant (5) pulsé par un ventilateur (6), pour obtenir un mélange (7) à brûler, au moins une chanbre (8) de distribution dudit mélange, et une structure (9) de combustion catalytique traversée par ledit mélange, de sa face amont (9a) en relation avec la chambre de distribution, à sa face aval (9b) évacuant les fumées de combustion ;
- un récepteur (10) thermique disposé à distance de la structure (9) de combustion catalytique, s'étendant du côté intérieur en vis-à-vis de l'une des faces (9a) de ladite structure, selon pratiquement toute la surface de cette dernière, et agencé et construit pour dissiper du côté extérieur au moins une partie de l'énergie thermique reçue par rayonnement et/ou convection dudit brûleur catalytique (1) ;
caractérisé en ce que, d'une part l'organe (4) de commande manuelle du débit de gaz combustible est agencé pour permettre une variation continue et autonome dudit débit, et d'autre part ledit appareil comprend un organe (11) de contrôle du taux d'aération du mélange à brûler, agencé
pour ne pas agir en marche normale sur le débit de gaz combustible, mais pour agir au moins sur le débit d'air comburant (5) pulsé par le ventilateur (6), en fonction du débit de gaz combustible (4) commandé indépendamment par l'utilisateur avec ledit organe (4) de commande manuelle, pour augmenter en marche normale ledit débit d'air comburant lorsque le débit de gaz combustible augmente, et inversement le diminuer lorsque le débit de gaz combustible diminue.
2/ Appareil selon la revendication 1, caractérisé
en ce que l'organe de contrôle (11) est agencé pour maintenir en marche normale le taux d'aération du mélange à brûler (7), dans une plage comprise entre 0,8 et 1,5.
en ce que l'organe de contrôle (11) est agencé pour maintenir en marche normale le taux d'aération du mélange à brûler (7), dans une plage comprise entre 0,8 et 1,5.
3/ Appareil selon la revendication 1, caractérisé
en ce qu'il comporte un moyen de commande (13) de la vitesse du ventilateur (6), notamment de la tension d'alimentation du moteur électrique l'entraînant, ledit moyen étant pilote par ledit organe de contrôle (11).
en ce qu'il comporte un moyen de commande (13) de la vitesse du ventilateur (6), notamment de la tension d'alimentation du moteur électrique l'entraînant, ledit moyen étant pilote par ledit organe de contrôle (11).
4/ Appareil selon la revendication 1, caractérisé
en ce que l'organe de contrôle (11) est agencé pour maintenir le taux d'aération du mélange a brûler (7) dans une plage comprise entre 0,8 à 0,9, pendant une phase de démarrage du brûleur catalytique (13, notamment repérée par le passage de l'organe (4) de commande manuelle, d'une position d'arrêt (15) à une position ouverte.
en ce que l'organe de contrôle (11) est agencé pour maintenir le taux d'aération du mélange a brûler (7) dans une plage comprise entre 0,8 à 0,9, pendant une phase de démarrage du brûleur catalytique (13, notamment repérée par le passage de l'organe (4) de commande manuelle, d'une position d'arrêt (15) à une position ouverte.
5/ Appareil selon la revendication 1, et dans lequel l'organe (4) de commande manuelle est par exemple du type robinet à boisseau, et comporte un corps (16) avec un alésage (16a), et un élément rotatif (17) monté de manière ajustée dans ledit alésage, et dont la position relative en rotation par rapport audit corps, détermine de manière continue le débit du gaz combustible (3) passant au travers de l'organe (4), et un volant de commande manuelle (18) lié en rotation audit élément rotatif, caractérisé en ce que l'organe de contrôle (11) comporte un capteur (19) de ladite position relative en rotation dudit élément rotatif (17).
6/ Appareil selon la revendication 5, caractérisé
en ce que le capteur (19) de la position relative en rotation dudit élément rotatif (17) comprend, d'un côté un curseur (20) solidaire en rotation de l'élément rotatif, et de l'autre côte, une série de plots fixes (21a à 21d) de contact électrique avec le curseur (20) lors de sa propre rotation, lesdits plots étant relies électriquement à des moyens de commutation insérés dans le circuit électrique d'alimentation du moteur électrique du ventilateur (6).
en ce que le capteur (19) de la position relative en rotation dudit élément rotatif (17) comprend, d'un côté un curseur (20) solidaire en rotation de l'élément rotatif, et de l'autre côte, une série de plots fixes (21a à 21d) de contact électrique avec le curseur (20) lors de sa propre rotation, lesdits plots étant relies électriquement à des moyens de commutation insérés dans le circuit électrique d'alimentation du moteur électrique du ventilateur (6).
7/ Appareil selon la revendication 1, caractérisé
en ce que le débit d'air comburant (5) pulsé est augmenté
ou diminué de manière discontinue, notamment par paliers successifs.
en ce que le débit d'air comburant (5) pulsé est augmenté
ou diminué de manière discontinue, notamment par paliers successifs.
8/ Appareil selon la revendication 1, caractérisé
en ce qu'il comprend une électro-vanne (22) de sécurité, commandant l'alimentation en gaz combustible (3), et l'organe de contrôle (11) comporte, d'une part un capteur (25) de la température de fonctionnement au sein ou à proximité de la structure (9) de combustion catalytique, et l'organe de contrôle (11) est agencé pour commander l'électro-vanne (22) en position ouverte si ladite température de fonctionnement est au moins égale à
une valeur de consigne, et en position fermée si la température de fonctionnement est inférieure à la valeur de consigne.
en ce qu'il comprend une électro-vanne (22) de sécurité, commandant l'alimentation en gaz combustible (3), et l'organe de contrôle (11) comporte, d'une part un capteur (25) de la température de fonctionnement au sein ou à proximité de la structure (9) de combustion catalytique, et l'organe de contrôle (11) est agencé pour commander l'électro-vanne (22) en position ouverte si ladite température de fonctionnement est au moins égale à
une valeur de consigne, et en position fermée si la température de fonctionnement est inférieure à la valeur de consigne.
9/ Appareil selon la revendication 8, caractérisé
en ce que l'organe de contrôle (11) est agencé pour commander l'électro-vanne (22) en position ouverte, pendant un temps prédétermine correspondant à une phase de démarrage du brûleur catalytique (1), notamment repérée par le passage de l'organe de commande manuelle (4) d'une position d'arrêt (15) à une position ouverte.
en ce que l'organe de contrôle (11) est agencé pour commander l'électro-vanne (22) en position ouverte, pendant un temps prédétermine correspondant à une phase de démarrage du brûleur catalytique (1), notamment repérée par le passage de l'organe de commande manuelle (4) d'une position d'arrêt (15) à une position ouverte.
10/ Appareil selon la revendication 9, caractérisé
en ce qu'il comprend un indicateur lumineux (26) de fonctionnement du brûleur catalytique (1), commandé par ledit organe de contrôle (11), pour être allumé si ladite température de fonctionnement est au moins égale à la valeur de consigne, et éteint si la température de fonctionnement est inférieure a la valeur de consigne.
en ce qu'il comprend un indicateur lumineux (26) de fonctionnement du brûleur catalytique (1), commandé par ledit organe de contrôle (11), pour être allumé si ladite température de fonctionnement est au moins égale à la valeur de consigne, et éteint si la température de fonctionnement est inférieure a la valeur de consigne.
11/ Appareil selon la revendication 1, caractérisé
en ce que l'organe de contrôle (11) est agencé pour maintenir le débit d'air comburant (5) pulsé à une valeur non nulle, pendant une phase d'arrêt du brûleur (1) catalytique, et pendant laquelle le débit du gaz combustible (3) est commandé manuellement par l'utilisateur à une valeur nulle.
en ce que l'organe de contrôle (11) est agencé pour maintenir le débit d'air comburant (5) pulsé à une valeur non nulle, pendant une phase d'arrêt du brûleur (1) catalytique, et pendant laquelle le débit du gaz combustible (3) est commandé manuellement par l'utilisateur à une valeur nulle.
12/ Appareil selon la revendication 1, caractérisé
en ce qu'il comprend un générateur (28) d'au moins une étincelle à proximité de la face aval (9b) de la structure (9) de combustion catalytique, et l'organe de contrôle (11) est agencé pour commander temporairement ledit générateur pendant une phase de démarrage du brûleur catalytique (1), notamment repérée par le passage de l'organe de commande manuelle (4) d'une position d'arrêt (15) à une position ouverte.
en ce qu'il comprend un générateur (28) d'au moins une étincelle à proximité de la face aval (9b) de la structure (9) de combustion catalytique, et l'organe de contrôle (11) est agencé pour commander temporairement ledit générateur pendant une phase de démarrage du brûleur catalytique (1), notamment repérée par le passage de l'organe de commande manuelle (4) d'une position d'arrêt (15) à une position ouverte.
13/ Appareil de cuisson selon la revendication 1, caractérisé en ce que, le front rayonnant de combustion sans flammes étant situé en fonctionnement à proximité de la face amont (9a) de la structure (9) de combustion catalytique, le récepteur thermique (10) s'étend du côté
intérieur en vis-à-vis de ladite structure, de manière à
recevoir la chaleur générée par le brûleur catalytique (1), principalement par rayonnement.
intérieur en vis-à-vis de ladite structure, de manière à
recevoir la chaleur générée par le brûleur catalytique (1), principalement par rayonnement.
14/ Appareil de cuisson selon la revendication 1, disposé sensiblement horizontalement en position d'utilisation, avec le récepteur thermique (10) sensiblement horizontal, pour le support du côté extérieur d'une charge thermique, par exemple d'une casserole.
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