EP0048654B1 - Dispositif de sécurité d'allumage des appareils de chauffage à gaz - Google Patents

Dispositif de sécurité d'allumage des appareils de chauffage à gaz Download PDF

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EP0048654B1
EP0048654B1 EP19810401392 EP81401392A EP0048654B1 EP 0048654 B1 EP0048654 B1 EP 0048654B1 EP 19810401392 EP19810401392 EP 19810401392 EP 81401392 A EP81401392 A EP 81401392A EP 0048654 B1 EP0048654 B1 EP 0048654B1
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EP
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intermediate element
arms
hand
hooking
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EP0048654A1 (fr
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Bernard Weichlein
Jean-Claude Chatelain
Denis Gaihier
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MADEC Mater France
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MADEC Mater France
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q9/00—Pilot flame igniters
    • F23Q9/08—Pilot flame igniters with interlock with main fuel supply
    • F23Q9/12—Pilot flame igniters with interlock with main fuel supply to permit the supply to the main burner in dependence upon existence of pilot flame
    • F23Q9/14—Pilot flame igniters with interlock with main fuel supply to permit the supply to the main burner in dependence upon existence of pilot flame using electric means, e.g. by light-sensitive elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/10—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using thermocouples
    • F23N5/107—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using thermocouples using mechanical means, e.g. safety valves
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/1407—Combustion failure responsive fuel safety cut-off for burners
    • Y10T137/1516—Thermo-electric

Definitions

  • Security devices have already been proposed, in particular by patents FR-A-1 598837, FR-A-2177416 and FR-A-2435001. Such devices include a valve located on a gas supply pipe.
  • a device for detecting the proper functioning of the device for example a thermocouple, delivers an electric current ensuring the excitation of an electromagnet constituting a control of the valve and keeping it in its open position against the action of a spring.
  • valve control electromagnet is mounted on a metal support which on the one hand is electrically connected to ground as well as to one of the ends of the excitation winding.
  • This support also receives a metal tip which is electrically connected to the other end of the winding and which constitutes a connection element for the electrical conductor coming from the burner operating detector.
  • Magnetic head An assembly which is all the more delicate as one generally imposes on manufacturers very small maximum dimensions for the whole of the safety device, referred to below. "Magnetic head”.
  • the invention due in particular to the work of the Technical Center for the Watch Industry therefore relates to a magnetic head of the type briefly described above, providing a safe and economically advantageous solution to the requirements mentioned above.
  • an intermediate element of electrically insulating and elastically deformable material, having on the one hand at least one substantially cylindrical portion extending between the cylindrical zones opposite the support and the end piece, which is fixed on the intermediate element by crimping one of its ends, on the other hand a plurality of branches extending longitudinally and forming a housing for the core of the electromagnet, at least some of them being provided with attachment cooperating with the core to secure it.
  • the magnetic head essentially comprises a support 1 constituted by a thick metal ring having a cylindrical bore la, on which are successively mounted on the one hand an intermediate element 2 linked to the core 3 d 'an electromagnet, on the other hand a metal tip 4 constituting an electrical connection member.
  • the valve 8 of a valve At the free end of the push rod 6 is subject the valve 8 of a valve, the seat 9 of which is incorporated in a gas supply duct 10 shown diagrammatically.
  • a spring 11 is supported on the valve 8 which it thus maintains applied against the seat 9 in the absence of any force in the opposite direction exerted by the electromagnet on the plate 5. It will however be noted that after mounting of the magnetic head in the duct 10 the plate 5 occupies the position shown in dotted line in FIG. 1.
  • the intermediate element 2 is made of elastically deformable and electrically insulating material, preferably of plastic. It has at its right end ( Figure 1) a cylindrical portion 2a interposed between the internal face of the bore 1a of the support and the cylindrical external face 4a of the connection end piece.
  • the intermediate element also has a central bore comprising a shoulder 2b in the form of a bowl. The left end of the endpiece 4 is pushed back by crimping, partial or total, until it comes to bear on the shoulder 2b, after an electrically insulating washer 12 has been interposed between the support 1 and the endpiece 4
  • the support 1, the intermediate element 2 and the end piece 4 then constitute a one-piece assembly.
  • the intermediate element 2 comprises, on the one hand, two branches 13 and 14 extending longitudinally and diametrically opposite, on the other hand four branches 15, 16, 17 and 18, preferably more shorter than the previous ones and symmetrical two by two with respect to the diametral plane defined by the first two.
  • the four branches 15, 16, 17, 18 have a boss 15a, 16a, 17a, 18a constituting a hooking member of the core 3 of the electromagnet under conditions which will be specified.
  • the number of branches is not limited by the invention, their assembly forming a housing in which the core will be secured to the intermediate element 2.
  • the core 3 of the electromagnet is a U-shaped part, with a thick base 3a and with relatively short branches 3b.
  • An excitation winding 19 shown schematically in Figure 3 is arranged around the base of the core between its two branches.
  • the base 3a of the core has reliefs 20, 21, 22, 23 or other attachment members complementary to those provided in correspondence on the branches 15, 16, 17, 18 of the intermediate element 2.
  • the core can be produced by any suitable method, in particular by sintering. After having received its excitation winding, it is mounted on the support 1 by introduction of the two branches of the U between the two branches 13 and 14 of the intermediate element 2 which guide it thanks to their complementary shapes, visible in particular on the Figure 2.
  • the reliefs 20, 21, 22 and 23 of its base meet the bosses 15a, 16a, 17a, 18a which are first pushed outwards thanks to the elasticity of the branches which carry them and which then lock behind the bosses, thus ensuring the fixing of the core and more generally of the electromagnet.
  • One end 19a of the excitation winding is fixed, for example by welding, in a housing provided for this purpose in the support, while the other end 19b is fixed to the connection piece 4.
  • a bead 7b engages elastically in a groove 2c formed at the external periphery of the intermediate element 2.
  • the magnetic head thus completed is disposed in the supply line 10 electrically connected to ground and is subject thereto by any suitable means.
  • the connection end piece 4 is connected to one of the terminals of the operating detector, the other terminal of which is connected to ground, thus closing the electrical circuit of the electromagnet.
  • the detector When the gas appliance operates normally, the detector produces an electric current, so that the magnetic field created attracts the plate 5 from its position in dotted line (FIG. 1) until contact with the ends of the branches of the core 3.
  • the valve 8 is thus kept away from its seat against the action of the spring 11 and allows the passage of gas.
  • the detector In the event of failure of the appliance or of its gas supply, the detector no longer generates electric current and the valve closes automatically under the action of the spring.
  • the invention is not limited to the embodiment which has just been described but on the contrary covers all the variants thereof, in particular as regards the number and the arrangement of the branches of the intermediate element as well as their organs attachment provided in correspondence with those of the core.

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Description

  • On sait que la réglementation de sécurité des appareils de chauffage à gaz exige une fermeture automatique de l'alimentation en gaz chaque fois qu'un brûleur s'éteint pour une cause accidentelle. Des dispositifs de sécurité ont déjà été proposés, notamment par les brevets FR-A-1 598837, FR-A-2177416 et FR-A-2435001. De tels dispositifs, comportent une valve située sur une canalisation d'alimentation en gaz. Un organe de détection du bon fonctionnement de l'appareil, par exemple un thermocouple, délivre un courant électrique assurant l'excitation d'un électroaimant constituant une commande de la valve et la maintenant dans sa position ouverte à l'encontre de l'action d'un ressort.
  • En général, l'électro-aimant de commande de la valve est monté sur un support métallique qui d'une part est relié électriquement à la masse ainsi qu'à l'une des extrémités de l'enroulement d'excitation. Ce support reçoit d'autre part un embout métallique qui est relié électriquement à l'autre extrémité de l'enroulement et qui constitue un élément de connexion pour le conducteur électrique provenant du détecteur de fonctionnement du brûleur.
  • Il est évidemment essentiel qu'un bon isolement électrique soit assuré entre le support de l'électro-aimant et l'embout de connexion, cependant que l'électro-aimant, et plus particulièrement son noyau, doivent être fermement assujettis au support.
  • Les solutions techniques apportées jusqu'à présent pour satisfaire à cette double exigence entraînent un montage d'autant plus délicat que l'on impose en général aux constructeurs des dimensions maximales très faibles pour l'ensemble du dispositif de sécurité, dénommé dans ce qui suit «tête magnétique».
  • L'invention due notamment aux travaux du Centre Technique de l'Industrie horlogère a donc pour objet une tête magnétique du type sommairement décrit ci-dessus, apportant une solution sûre et économiquement intéressante aux exigences mentionnées plus haut.
  • Elle prévoit un élément intermédiaire, en matière électriquement isolante et élastiquement déformable, présentant d'une part au moins une portion sensiblement cylindrique s'étendant entre les zones cylindriques en regard du support et de l'embout, lequel est fixé sur l'élément intermédiaire par sertissage de l'une de ses extrémités, d'autre part une pluralité de branches s'étendant longitudinalement et formant un logement pour le noyau de l'électro-aimant, certaines au moins d'entre elles étant munies d'organes d'accrochage coopérant avec le noyau pour assurer sa fixation.
  • L'invention sera mieux comprise et certaines de ses dispositions secondaires et avantageuses apparaîtront au cours de la description qui va suivre, d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple. A cet effet on se référera aux dessins - annexés dans lesquels:
    • - la figure 1 est une vue extérieure longitudinale d'une tête magnétique selon l'invention avec arrachement et coupe partielle par un plan diamétral;
    • - la figure 2 est une coupe selon II-II de la figure 1;
    • - la figure 3 est une coupe partielle selon III-III de la figure 2.
  • Si l'on se reporte au dessin, on voit que la tête magnétique comporte essentiellement un support 1 constitué par un anneau métallique épais présentant un alésage cylindrique la, sur lequel sont successivement montés d'une part un élément intermédiaire 2 lié au noyau 3 d'un électroaimant, d'autre part un embout métallique 4 constituant un organe de connexion électrique.
  • Une plaque mobile 5, attelée à une tige-poussoir 6 montée coulissante dans un manchon 7a faisant partie d'un capot protecteur 7, estsuscep- tible d'être attirée vers le noyau 3 lorsque l'enroulement 19 de l'électro-aimant est parcouru par un courant électrique. A l'extrémité libre de la tige-poussoir 6 est assujetti le clapet 8 d'une valve, dont le siège 9 est incorporé dans un conduit d'alimentation en gaz 10 représenté schématiquement. Un ressort 11 prend appui sur le clapet 8 qu'il maintient ainsi appliqué contre le siège 9 en l'absence de tout effort en sens contraire exercé par l'électro-aimant sur la plaque 5. On notera cependant qu'après montage de la tête magnétique dans le conduit 10 la plaque 5 occupe la position représentée en trait ponctué sur la figure 1.
  • L'élément intermédiaire 2 est en matériau élastiquement déformable et électriquement isolant, de préférence en matière plastique. Il possède à son extrémité droite (figure 1) une portion cylindrique 2a s'interposant entre la face interne de l'alésage 1a du support et la face externe cylindrique 4a de l'embout de connexion. L'élément intermédiaire présente d'autre part un alésage central comportant un épaulement 2b en forme de cuvette. L'extrémité gauche de l'embout 4 est repoussé par sertissage, partiel ou total, jusqu'à venir en appui sur l'épaulement 2b, après qu'une rondelle électriquement isolante 12 a été interposée entre le support 1 et l'embout 4. Le support 1, l'élément intermédiaire 2 et l'embout 4 constituent alors un ensemble monobloc.
  • A son extrémité gauche (figure 1) l'élément intermédiaire 2 comporte, d'une part, deux branches 13 et 14 s'étendant longitudinalement et diamétralement opposées, d'autre part quatre branches 15, 16, 17 et 18, de préférence plus courtes que les précédentes et symétriques deux à deux par rapport au plan diamétral défini par les deux premières. A leur extrémité libre les quatre branches 15, 16, 17, 18 présentent un bossage 15a, 16a, 17a, 18a constituant un organe d'accrochage du noyau 3 de l'électro-aimant dans des conditions que l'on va préciser. Bien entendu le nombre de branches n'est pas limité par l'invention, leur ensemble formant un logement dans lequel le noyau sera assujetti à l'élément intermédiaire 2.
  • Le noyau 3 de l'électro-aimant est une pièce en forme de U, à base 3a épaisse et à branches 3b relativement courtes. Un enroulement d'excitation 19 représenté schématiquement sur la figure 3 est disposé autour de la base du noyau entre ses deux branches.
  • La base 3a du noyau présente des reliefs 20, 21, 22, 23 ou autres organes d'accrochage complémentaires de ceux prévus en correspondance sur les branches 15, 16, 17, 18 de l'élément intermédiaire 2.
  • Le noyau peut être réalisé par tout procédé approprié, notamment par frittage. Après avoir reçu son enroulement d'excitation, il est monté sur le support 1 par introduction des deux branches du U entre les deux branches 13 et 14 de l'élément intermédiaire 2 qui assurent son guidage grâce à leurs formes complémentaires, visibles notamment sur la figure 2. Au cours de l'enfoncement du noyau, les reliefs 20, 21, 22 et 23 de sa base rencontrent les bossages 15a, 16a, 17a, 18a qui sont d'abord repoussés vers l'extérieur grâce à l'élasticité des branches qui les portent et qui viennent ensuite se verrouiller derrière les bossages, assurant ainsi la fixation de noyau et plus généralement de l'électro-aimant.
  • L'une des extrémités 19a de l'enroulement d'excitation est fixée, par soudage par exemple, dans un logement prévu à cet effet dans le support, cependant que l'autre extrémité 19b est fixée à l'embout 4 de connexion.
  • Le capot protecteur 7, ayant reçu au préalable l'équipage mobile, est alors introduit autour de l'élément intermédiaire 2. Il présente un diamètre intérieur voisin du diamètre extérieur des branches de l'élément 2 dont le verrouillage sur le noyau est ainsi renforcé. A son extrémité ouverte un bourrelet 7b s'engage élastiquement dans une rainure 2c ménagée à la périphérie externe de l'élément intermédiaire 2.
  • La tête magnétique ainsi terminée est disposée dans la canalisation d'alimentation 10 reliée électriquement à la masse et y est assujettie par tout moyen approprié. L'embout de connexion 4 est relié à l'une des bornes du détecteur de fonctionnement dont l'autre borne est reliée à la masse, fermant ainsi le circuit électrique de l'électroaimant.
  • Lorsque l'appareil à gaz fonctionne normalement, le détecteur produit un courant électrique, de sorte que le champ magnétique créé attire la plaque 5 depuis sa position en trait ponctué (figure 1) jusqu'au contact avec les extrémités des branches du noyau 3. Le clapet 8 est ainsi maintenu éloigné de son siège contre l'action du ressort 11 et autorise le passage du gaz. En cas de défaillance de l'appareil ou de son alimentation en gaz, le détecteur n'engendre plus de courant électrique et le clapet se ferme automatiquement sous l'action du ressort.
  • Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit mais en couvre au contraire toutes les variantes, notamment en ce qui concerne le nombre et la disposition des branches de l'élément intermédiaire ainsi que leurs organes d'accrochage prévus en correspondance avec ceux du noyau.

Claims (4)

1. Dispositif de sécurité d'allumage des appareils de chauffage à gaz (généralement dénommé «tête magnétique») constitué par un ensemble monté sur un conduit (10) d'alimentation en gaz et comportant une valve (5-6) à commande électromagnétique dont l'élément mobile obturateur (8) coopère de façon étanche avec un siège (9) ménagé dans ledit conduit d'alimentation, ledit élément mobile étant solidaire d'une tige-poussoir (6), soumise d'une part à l'action d'un ressort (11) dirigée dans les sens de la fermeture de la valve, et attelée d'autre part à une plaque métallique (5) susceptible d'être attirée par le noyau (3) d'un l'électro-aimant excité par un détecteur de fonctionnement normal de l'appareil à gaz, cependant que ledit noyau est monté, au moyen d'un élément intermédiaire (2) électriquement isolant, sur un support métallique (1) en forme d'anneau circulaire, électriquement relié à l'une des extrémités de l'enroulement d'excitation de l'électro-aimant et recevant, d'une part, un capot protecteur (7) qui constitue un guide longitudinal (7a) pour la tige-poussoir (6), d'autre part un embout métallique (4) isolé électriquement du support (1) et assurant la connexion électrique de l'autre extrémité de l'enroulement d'excitation et que l'élément intermédiaire (2) présente au moins une portion (2a) sensiblement cylindrique s'étendant entre les zones cylindriques en regard, du support (1) et de l'embout (4), caractérisé en ce que l'élément intermédiaire (2) en matière électriquement isolante est élastiquement déformable et présente une pluralité de branches (13, 14, 15, 16, 17, 18), s'étendant longitudinalement et formant un logement pour le noyau (3), certaines au moins d'entre elles étant munies d'organes d'accrochage (15a, 16a, 17a, 18a), cependant que l'embout (4) est fixé sur ledit élément intermédiaire (2) par le sertissage de l'une de ses extrémités (4b).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu l'élément intermédiaire (2) comporte au moins deux branches (13, 14) diamétralement opposées, en contact avec les branches (3b) du noyau pour assurer le guidage de celui-ci, et quatre branches (15, 16, 17, 18) munies d'organes d'accrochage (15a, 16a, 17a, 18a) du noyau et disposées symétriquement deux à deux par rapport au plan diamétral des deux branches de guidage, lesdits organes d'accrochage coopérant avec des moyens d'accrochage complémentaires prévus sur le noyau.
3. Dispositif selon l'une quelconque des reven- dicatons 1 et 2, caractérisé en ce que le noyau (3) est constitué par une pièce en U dont la base (3a) présente des reliefs (20, 21, 22, 23), coopérant avec les organes d'accrochage (15a, 16a, 17a, 18a) des branches de l'élément intermédiaire.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément intermédiaire (2) présente un diamètre extérieur voisin du diamètre intérieur du capot protecteur (7) ainsi qu'à sa périphérie extérieure au moins un élément d'accrochage, tel qu'une rainure (2c), coopérant avec au moins un organe d'accrochage complémentaire (7b), tel qu'une nervure, du capot protecteur.
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