Dispositif de sécurité pour brûleur et rampe à gaz La présente invention a pour objet un dis positif de sécurité pour brûleur et rampe à gaz et qui provoque automatiquement l'arrêt de l'alimentation en gaz du brûleur ou de la rampe lorsque se produit accidentellement une extinction des flammes au cours d'une utilisa tion normale du brûleur ou de la rampe.
Des dispositifs de sécurité, tendant à résou dre ce même problème, ont déjà été proposés afin d'éviter les accidents par asphyxie due à un échappement prolongé de gaz alors que le brûleur est éteint. Ces dispositifs de sécurité comportent généralement un thermocouple chauffé par l'une des flammes du brûleur ou par la flamme d'un bec auxiliaire. Ce thermo- couple est relié électriquement à l'enroulement d'une valve d'arrêt électromagnétique, insérée dans la conduite d'alimentation en gaz du brû leur et du bec auxiliaire. Ce genre de dispositif de sécurité semble donner satisfaction, à condi tion que la valve de sécurité électromagnétique soit maintenue propre.
En effet, le couple thermoélectrique ne peut fournir une grande énergie pour l'actionnement de cette valve de sécurité électromagnétique, de sorte que le ressort de rappel provoquant la fermeture de cette valve doit être prévu relativement faible. Il s'ensuit que les dépôts de poussières grasses et autres impuretés contenues dans le gaz, peu vent aisément entraver le fonctionnement de cette valve et, en particulier, s'opposer à sa fermeture, sans qu'au cours de l'emploi normal du brûleur, l'usager puisse se rendre compte de cette défectuosité de fonctionnement.
La présente invention a pour objet un dis positif de sécurité pour' brûleur et rampe à gaz comportant un organe de commande d'une soupape d'arrêt insérée dans la conduite d'ali mentation en gaz du brûleur. Ce dispositif de sécurité tend à éliminer les inconvénients cités par le fait que ledit organe de commande est relié mécaniquement à la soupape d'arrêt et soumis à l'action d'un ressort de rappel, par le fait que cet organe de commande comporte deux éléments de forme allongée,
disposés approximativement parallèlement l'un à l'autre et prévus en des matériaux dont les coeffi cients d'allongement en fonction de la tempé rature sont différents et par le fait que l'une des extrémités de chaque élément est articulée par rapport à un bâti, de manière à permettre des déplacements angulaires dans un même plan des deux dits éléments tandis que la seconde extrémité de l'élément présentant le plus grand coefficient d'allongement exerce-une poussée sur un organe d'appui solidaire de la seconde extrémité de l'élément présentant le plus faible coefficient d'allongement, le tout agencé de manière qu'un échauffement de l'organe de commande provoque une oscilla tion de celui-ci contre l'action du ressort de rappel.
Le dessin annexé illustre, schématiquement et à titre d'exemple, deux formes d'exécution du dispositif de sécurité, objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue en coupe axiale d'un brûleur muni d'une première forme d'exé cution du dispositif de sécurité.
La fig. 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la fiop <B>1.</B>
La fig. 3 est une vue partielle en coupe d'une seconde forme d'exécution.
Selon les fig. 1 et 2, le brûleur 1, de type connu, est alimenté en gaz par un injecteur 2 relié à une conduite de gaz 5 par l'intermé diaire d'un robinet 3 et d'une soupape d'arrêt 4, soumise à l'action d'un ressort 6 tendant à maintenir cette soupape en position de ferme ture, c'est-à-dire appliquée sur un siège 7.
Le robinet 3 comporte un corps 8 dans lequel tourne un boisseau 9 muni d'une manette 10 de manâeuvre. Le boisseau com porte plusieurs voies 11 dont certaines sont munies d'un orifice calibré de manière que, selon la position angulaire de la manette 10, l'usager obtienne un feu doux, moyen ou fort.
Le boisseau 9 comporte encore un canal axial 11, débouchant dans une chambre 13, reliée par un tube d'alimentation 14 à un gicleur auxiliaire 15, situé en regard de l'extré mité d'un tube 16, alimentant un bec auxiliaire 17 comportant, d'une part, un orifice de réallu- mage 18 dirigé en direction de l'un des orifices 19 du brûleur 1 et, d'autre part, d'orifices de réchauffage 20, dirigés en direction d'un organe de commande 21 de la soupape d'arrêt. Ce bec auxiliaire est donc branché sur l'alimen tation du brûleur 1 en aval de la soupape d'arrêt.
L'organe de commande 21 comporte, d'une part, un élément tubulaire 22 en une matière présentant un relativement grand coefficient d'allongement en fonction de la température, tel que du laiton par exemple, et engagé à force dans une gaine 23 munie d'un bras excentré 24 tournant librement sur un axe 25 porté par deux platines latérales 26 et, d'autre part, un élément filiforme 27, disposé dans l'axe de l'élément 22, est prévu en un matériau présentant un faible coefficient d'allongement en fonction de la température, tel que l'invar par exemple.
L'une des extrémités de cet élé ment filiforme 27 est fixée sur un porte-tige 28, pivoté librement sur un axe 29, porté par les platines latérales 26 et situé dans un plan diamétral de l'élément tubulaire 22, parallèle à l'axe d'articulation 25. Les platines latérales 26 sont montées sur des entretoises 30 solidaires du corps 8. La seconde extrémité de cet élé ment 27 porte un organe d'appui 31 sur lequel l'extrémité libre de l'élément tubulaire 22 exerce une poussée.
Cet organe de commande 21 est relié méca niquement à la soupape d'arrêt 4 dont la queue coulisse dans un guide 32, pratiqué dans un bouchon 33, vissé dans le corps 8.
Dans la forme d'exécution représentée par les fig. 1 et 2, cette liaison mécanique comporte une surface d'appui 34 sur laquelle prend appui l'extrémité de la queue de la soupape 4. Cette surface d'appui 34 est maintenue dans une position de travail ou armée (position représentée au dessin) par un dispositif de verrouillage dont la libération est commandée par l'organe de commande 21.
A cet effet, ce dispositif de verrouillage est constitué par un levier coudé 35, pivoté librement sur un axe 36 et soumis à l'action d'un ressort de rappel 37 tendant, d'une part, à maintenir l'extrémité d'une vis de réglage 38, portée par l'un des bras du levier coudé 35, en contact avec une face d'appui 39, aménagée sur l'une des parois externes de la gaine 23 et, d'autre part, à main tenir une face d'accrochage 40, formée à l'ex trémité du second bras de ce levier coudé 35, en prise avec l'extrémité 41 de l'un des bras d'un levier 42 dont le second bras est muni de la face d'appui 34. Ce levier 42 est pivoté sur un axe 43, porté par les deux platines latérales 26. Enfin, un ressort de rappel 44 tend à ramener vers son point de départ, c'est-à-dire de déclenchement, l'organe de commande 21.
Comme représenté en fig. 1, l'organe de commande 21 traverse une fente t pratiquée dans la platine supérieure v d'une cuisinière par exemple. L'extrémité supérieure de l'organe de commande 21 est située dans un plan n qui est à une distance s du plan supérieur m du brûleur 1. Ainsi le rayonnement de calories par le fond d'un récipient chauffé par le brû leur 1 n'échauffe que faiblement l'organe de commande 21.
Le fonctionnement du dispositif de sécurité décrit est le suivant Le brûleur 1 fonctionnant normalement, tous les organes et éléments du dispositif sont situés dans les positions relatives représentées au dessin. L'organe de commande 21 est chauffé par les flammes s'échappant des ori fices de chauffage 20.
Par suite des différences de cpefficients d'allongement de ses deux élé ments constitutifs 22, 27 dont l'un est en invar et l'autre en laiton, il se produit une oscillation de cet organe de commande contre l'action de son ressort de rappel 44 jusque dans la position représentée au dessin, pour laquelle la face d'accrochage 40 retient le levier 42 con tre l'action du ressort de rappel 37 de la sou pape d'arrêt 4. En conséquence, cette soupape est maintenue en position d'ouverture (position représentée) et du gaz passant par l'orifice 46, aménagé dans le siège 7 et provenant de la conduite 5, alimente, d'une part, le brûleur principal 1 et, d'autre part, les orifices du bec auxiliaire 17.
Si, par accident, par suite par exemple du débordement d'une casserole, le brûleur 1 venait à s'éteindre, la flamme de la veilleuse 47, alimentée par du gaz s'échappant de l'ori fice de réallumage 18, provoque presque ins tantanément le réallumage des gaz s'échappant par les orifices 19 du brûleur 1. En consé quence, il ne peut pas se produire une accu mulation de gaz pouvant provoquer une explosion.
Si, par contre, le débordement de la casse role, ou autre fait fortuit, provoque l'extinc tion du brûleur 1 et du bec auxiliaire 17, la flamme de la veilleuse 47 étant alors éteinte, ne peut provoquer un réallumage du brûleur 1. Toutefois, les flammes 45 de réchauffage de l'organe de commande 21 sont également éteintes, de sorte que cet organe de commande se refroidit, et au fur et à mesure de son refroi dissement, cet organe oscille sous l'action de son ressort de rappel 44. Après un laps de temps déterminé, cette oscillation provoque la libération du levier 42 et donc la fermeture de la soupape d'arrêt 4, sous l'action de son ressort de rappel 6.
Dès lors, l'alimentation en gaz du brûleur 1 et du bec auxiliaire 17 est complètement interrompue, de sorte qu'aucune accumulation dangereuse de gaz ne peut se produire.
Pour remettre le brûleur en fonction, l'usa ger exerce une poussée f contre l'action d'un ressort de rappel 48 sur un poussoir 49, cou lissant dans des guides 50, afin que son extré mité 51, agissant sur le levier 42, provoque une oscillation de celui-ci, qui repousse alors la soupape d'arrêt 4 contre l'action de son res sort 6 et provoque donc l'ouverture de celle-ci et l'alimentation en gaz du brûleur 1 et du bec auxiliaire 17. A ce moment, l'usager allume ce brûleur 1 à l'aide d'une allumette par exem ple, et ce brûleur allume la flamme de la veil leuse 47 ainsi que les flammes de réchauffage 45.
L'usager maintient alors son action sur le poussoir 49 jusqu'à ce que l'organe de com mande 21 ait atteint une température suffisante pour que les différences d'allongement de ces deux éléments 22 et 27 provoquent une oscil lation de cet organe 21 contre l'action de son ressort de rappel 44, d'une amplitude suffi sante pour que la face d'accrochage 40 ver rouille le levier 42 dans la position représentée au dessin, de sorte que ce levier maintienne dès lors la soupape d'arrêt 4 en position d'ou verture.
Il est à remarquer que les forces que peut développer l'organe de commande 21, du fait de la très grande différence de coefficients de dilatation entre l'invar et le laiton, permet de munir la soupape d'arrêt 4 d'un ressort de rap pel puissant, capable d'exercer une poussée suffisante pour provoquer avec sécurité la fer meture complète de cette soupape, même si celle-ci ou son siège 7 sont encrassés par des poussières contenues dans le gaz.
De l'examen du dessin, on peut aisément se rendre compte que les oscillations de l'organe de commande 21, dont les amplitudes sont une fonction de la température moyenne de cet organe, sont dues au fait que la tige d'Invar 27, articulée sur l'axe 29, reste d'une longueur pratiquement invariable tandis que le tube de laiton 22, articulé sur l'axe excentré 25, s'al longe au fur et à mesure de son réchauffement.
Les extrémités de ce tube 22, prenant appui, d'une part, sur l'axe 25 et, d'autre part, sur l'organe d'appui 31 solidaire de l'extrémité de la tige 27 en Invar, il est clair que du fait de son allongement ce tube 22 exerce une poussée sur l'organe d'appui qui provoque une oscillation de l'organe de commande dans le sens de la flèche fi.
Au cours de cette oscillation, l'extrémité de la tige 27 en Invar se meut le long d'un arc de cercle<I>a</I> dont le rayon<I>r</I> est constant. L'al longement du tube de laiton 22, nécessaire pour provoquer une oscillation d'une ampli tude donnée correspond à l'écart h entre l'arc de cercle<I>a</I> et un arc de cercle<I>b</I> qui serait parcouru par l'extrémité du tube 22 si celui-ci restait de longueur R constante. De l'examen du dessin, on voit que cet écart h est fonction de l'amplitude de l'oscillation. En conséquence, à chaque température correspond une position déterminée de l'organe de commande.
Les essais pratiques . ont permis de cons tater que le dispositif de sécurité décrit pro voque très rapidement la fermeture de la sou pape d'arrêt 4 lors d'une extinction accidentelle du brûleur 1. Ce fonctionnement rapide de 10 à 30 secondes, qui permet de réaliser une sécurité très efficace, est obtenu tout en con servant un temps court de réchauffage de l'or gane de commande 21 de sorte que lors de l'allumage du brûleur 1, l'armement du dispo sitif de verrouillage est réalisé dans le temps admis normalement de 5 à 15 secondes.
Cette particularité est due au fait que lors de l'allu mage du brûleur 1, l'organe de commande 21 proche du bec auxiliaire 17 est situé dans la zone de température maximum des flammes 45, puis il s'écarte de ce bec auxiliaire, c'est-à-dire se déplace vers une zone de température moins élevée des flammes 45, au fur et à mesure de son échauffement.
En conséquence, il est pos- sible de prévoir des flammes de réchauffage 45 relativement puissantes, sans que l'organe de commande atteigne une température élevée après un fonctionnement prolongé du brûleur 1, puisque plus cet organe de commande s'échauffe plus il s'écarte du bec 17 et qu'en conséquence une position d'équilibre est atteinte pour une température relativement basse de cet organe de commande.
De même, le rayonnement calorifique du fond de la cas serole posée sur le brûleur 1 n'a que peu d'in fluence sur la température maximum atteinte par l'organe de commande puisque si ce rayonnement provoque un échauffement de l'organe de commande, celui-ci s'écarte du bec 17. Il s'ensuit que la température limite qu'at teint l'organe de commande est pratiquement indépendante des dimensions de l'ustensile de cuisine placé sur le brûleur 1, de la puissance calorifique dégagée par le brûleur 1 et du temps de fonctionnement de ce brûleur.
De plus, cette température limite est inférieure à la température qu'atteindrait cet organe de commande s'il ne s'écartait pas du bec auxi liaire 17 au fur et à mesure de son échauffe ment, de sorte qu'en cas d'extinction acciden telle du brûleur 1, cet organe de commande provoque la fermeture de la soupape dans un temps plus court. Cette particularité permet donc de prévoir des flammes de réchauffage 45 suffisamment chaudes pour obtenir le réar mement du dispositif de verrouillage dans le temps normalement admis de 5 à 15 secondes et d'obtenir une fermeture rapide de la soupape d'arrêt après extinction accidentelle du brû leur 1.
Dans la forme d'exécution représentée par la fig. 3, les éléments et organes du dispositif de sécurité correspondant à ceux déjà décrits en référence aux fi-. 1 et 2, portent les mêmes chiffres de référence.
La soupape d'arrêt 4 est située dans l'axe d'un conduit 53 reliant le robinet 3 à l'in jecteur du brûleur principal 1 et la queue de cette soupape d'arrêt repose sur la surface d'appui 34 aménagée sur l'un des bras du levier 42. L'extrémité 41 du second bras de ce levier 42 est maintenue dans la position représentée, contre l'action du ressort de rap pel 6 de la soupape d'arrêt, par la face d'ac crochage 40 ménagée sur l'un des bras du levier 35, dont l'extrémité 52 du second bras prend appui sur la face d'appui 39, aménagée sur la gaine 23 portant le tube 22 de l'organe de commande.
Le fonctionnement de cette seconde forme d'exécution est exactement semblable à celui de la forme d'exécution représentée par les fig. 1 et 2. Un poussoir (non représenté) per met d'agir sur le levier 42 afin de maintenir, lors de l'allumage du brûleur 1, la soupape d'arrêt 4 en position d'ouverture pendant le réchauffage de l'organe de commande 21.
Dans les deux formes d'exécution repré sentées, les axes 29 et 25 sont perpendiculaires à un plan passant par les orifices 20 de sorte que l'organe de commande se déplace dans l'axe de chaque flamme 45. Il est clair que dans une variante les axes 29 et 25 pourraient être parallèles au plan passant par les orifices 20 de manière que l'organe de commande se déplace perpendiculairement aux axes des flam mes 45 afin de se déplacer d'une zone de haute température des flammes vers une zone de température moins élevée au fur et à mesure de son échauffement.
Dans une autre variante d'exécution, les éléments constitutifs de l'organe de commande pourraient être constitués par deux éléments filiformes, en des matériaux présentant des coefficients d'allongement différents. L'une des extrémités de l'élément présentant le plus faible coefficient d'allongement serait articulée sur un axe tandis que son autre extrémité porterait un organe d'appui. Les extrémités du second élément présentant le plus grand coefficient d'allongement pourraient être engagées dans des empreintes pratiquées dans une plaque d'appui portée par les platines 26 et dans ledit organe d'appui solidaire du premier élément de manière à permettre des déplacements angu laires de ce second élément dans le même plan que le premier élément.
Toutefois, il est avan tageux d'articuler également l'élément en un matériau présentant un grand coefficient d'al longement sur un axe comme illustré au des- sin, ceci afin d'obtenir un bon guidage de l'organe de commande et d'éviter qu'il ne vienne en contact avec les bords de la fente t pratiquée dans la platine de la cuisinière.
Dans le cas d'un brûleur dont la puissance calorifique est constante (brûleur de chauffe- bain par exemple), le bec auxiliaire 17 pourrait être supprimé, et l'organe 21 de commande pourrait être réchauffé par l'une des flammes du brûleur ou de la rampe.
On pourrait aussi, dans une variante d'exé cution non représentée, faire agir positivement l'organe de commande sur la soupape d'arrêt 4. A cet effet, il suffirait de relier mécanique ment, au moyen de leviers, la gaine 23 à la soupape d'arrêt 4. Dans ce cas, toutefois, la fermeture de cette soupape d'arrêt ne s'effec tuerait plus brusquement comme dans le cas des formes d'exécution illustrées, mais progres sivement, au fur et à mesure du refroidissement de l'organe de commande.
Il est clair que le dispositif de sécurité peut être utilisé, soit pour arrêter l'alimentation en gaz d'un brûleur à gaz comme décrit en réfé rence au dessin annexé, soit pour arrêter l'ali mentation en gaz d'une rampe à gaz d'un four ou d'un chauffe-eau, par exemple.