EP0054504B1 - Système d'allumage piézo-électrique d'un brûleur à gaz avec sécurité, et appareils, notamment réfrigérateurs à absorption, pourvus d'un tel système - Google Patents
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
- F23Q3/00—Igniters using electrically-produced sparks
- F23Q3/002—Igniters using electrically-produced sparks using piezoelectric elements
Definitions
- the present invention relates to a gas burner ignition system, combining on the one hand a temperature sensitive safety valve and on the other hand a piezoelectric mechanism.
- a gas burner ignition system combining on the one hand a temperature sensitive safety valve and on the other hand a piezoelectric mechanism.
- Such systems can be used on various gas appliances, such as water heaters, heating stoves, absorption refrigerators.
- thermo-sensitive safety valve in the sense of the present invention, it is necessary to understand a valve with inlet (connected to a gas source), and outlet (connected directly or indirectly to a burner), comprising within it a thermo element -sensitive (itself connected to a sensor arranged so as to be in contact with the burner flame), as well as an elastically charged pusher, making it possible to open the valve at least partially, in the absence of excitation of the thermosensitive element; when the burner is operating, it is the heat-sensitive element which keeps the valve open, the pusher then being released to return to its initial position, under the effect of its elastic load; when the burner stops working, the heat-sensitive element no longer acts, which leads to the automatic closing of the valve.
- the thermosensitive element and the sensor consist respectively of an electromagnet and a thermoelectric couple.
- piezoelectric mechanism within the meaning of the present invention, it is necessary to understand a compact system, with electrical outlet (connected to an electrode arranged so as to ignite by sparks the gaseous mixture leaving the burner, the rest of the mechanism being at the mass), comprising within it a piezoelectric ceramic, as well as an elastically charged thrust member making it possible, from the start or during its stroke, to generate by action on the piezoelectric ceramic a high electric voltage (which generates at least one spark between the electrode and the burner); when the thrust member is released, it returns to its initial position, under the effect of its elastic load.
- Such mechanisms can be single-spark (percussion) or multi-spark (compression).
- This solution leads to placing the safety valve and the piezoelectric mechanism in a fixed manner relative to each other, and to providing a relatively complex actuation means, both in its construction and in its operation to act successively. on the safety valve and on the piezoelectric mechanism.
- This complexity can in certain cases hamper the normal operation of the safety valve, for example by preventing the return of the pusher to its rest position, which is obviously not desirable in the event of the burner going out.
- the actuating means is integral with the pushing member of the piezoelectric mechanism, which by its part opposite to said pushing member cooperates with the pusher, the safety valve, and d on the other hand the force required to actuate the piezoelectric mechanism is greater than the force required to at least partially open the safety valve by means of the pusher.
- actuation means integral with the pushing member of the piezoelectric mechanism
- the actuation means push button for example
- the same means is distinct from the same member and connected to the latter, for example in rotation, the actuating means being capable of rotating relative to the thrust member of the piezoelectric mechanism.
- force necessary for actuating the piezoelectric mechanism is meant the value of the thrust from which the piezoelectric mechanism is actuated or triggered, and therefore at least one electric shock is produced.
- the thrust exerted on the thrust member increases with the displacement of the latter, in particular as a function of the deflection imposed on the elastic return load (spring in
- force necessary to at least partially open the safety valve is meant the value of the thrust exerted on the pusher, making it possible to at least partially open said valve, and ensuring the passage of a gas flow at least sufficient to ignition of the burner, with which said valve communicates.
- the thrust exerted on the pusher of the safety valve increases with the displacement of the latter, in particular as a function of the deflection imposed on the elastic return load (spring in general).
- a security system in accordance with the invention brings together, behind and against each other, an actuating means 1, a piezoelectric mechanism 2, and a safety valve 3.
- the safety valve is retained by two brackets 4 and 5, the vertical wing of which has an orifice adjusted to receive the body 6 of the safety valve.
- the safety valve is blocked on the support constituted by the two brackets 4 and 5 is effected on the one hand by the shouldered nut 7 bearing against the bracket 5, and on the other hand by a ring of stop 8 forcibly mounted on the other side of the same bracket.
- An intermediate piece 9 encloses the piezoelectric mechanism, and the pushing member 10 belonging to the latter freely exits from this piece.
- the actuating means, or push button 1 consists of two differently colored parts 11 and 12, fitted one on the other.
- the push button 1 is fixed to the pushing member 10 of the mechanism 2, by means of a screw 13 retaining the part 11 of the actuating means 1.
- the rear part of the intermediate part 9, opposite to the the pushing member 10 is fixed to the pusher 14 of the safety valve 3, for example by means of a clip 15, which is received in two slots provided on the part 9 and a circular groove provided on the pusher 14.
- An angle iron 16 having a flared orifice 17 serves as a guide for the push-button 1.
- the piezoelectric mechanism comprises a housing 18, the thrust member 10, movable in translation, being capable of sinking into the housing.
- a piezoelectric ceramic 19 is contained in the housing 18.
- the displacement of the thrust member 10 in the housing 18 makes it possible both to load a return spring 20, and to project in translation a striker 21 against the ceramic 19 , under the effect of another spring 22, previously loaded during the same movement of the thrust member 10; the percussion is triggered when the lug 23 integral with the striker 21 escapes from its housing 24 provided on the housing 18, under the effect of the ramp 25 provided on the thrust member 10.
- the return to the initial position of the thrust member 10 and striker 21 takes place under the sole effect of the return spring 20, the counter-ramp 26 provided on the member 10 bringing the lug 23 back into its housing 24.
- the safety valve 3 comprises the tubular body 6, the end opposite the nut 7 is associated with the pusher 14, loaded elastically towards the outside by a compression spring 27.
- the interior end of the pusher 14 has a rod 28 capable of acting on a valve 29 pushed against its seat 6a by means of another spring 30.
- a heat-sensitive element 31, for example an electromagnet, keeps the valve 29 open if the sensor (not shown) ) connected to it by a wire 32, reaches a determined temperature.
- the pusher 14 can be maintained in an intermediate position, thanks to the presence of balls 33 loaded centrifugally and cooperating with a chamfer 6b of the body.
- the safety valve is provided with a gas inlet 34 (about) located upstream of the valve 29, and a gas outlet 35 located downstream of the valve.
- the force necessary to open it at least partially by means of the pusher 14, that is to say the force necessary to move the valve 29 and reach between the latter and the seat a passage section sufficient to ignite the burner is approximately equal to the elastic load of the spring 27, plus the elastic load of the spring 30, when said sufficient passage section is reached. According to the invention, it is this force which must remain less than the actuation force of the piezoelectric mechanism.
- the invention applies to any gas burner appliance, in particular absorption refrigerators equipped with such a burner.
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Description
- La présente invention concerne un système d'allumage d'un brûleur à gaz, associant d'une part une vanne de sécurité thermo-sensible et d'autre part un méchanisme piézo-électrique. De tels systèmes, bien connus dans la pratique, peuvent être utilisés sur différents appareils à gaz, tels que chauffe-eau, réchauds de chauffage, réfrigérateurs à absorption.
- Par vanne de sécurité thermo-sensible, au sens de la présente invention, il faut comprendre une vanne avec entrée (reliée à une source de gaz), et sortie (reliée directement ou indirectement à un brûleur), comprenant en son sein un élément thermo-sensible (lui-même relié à un capteur disposé de manière à être en contact avec la flamme du brûleur), ainsi qu'un poussoir chargé élastiquement, permettant d'ouvrir au moins partiellement la vanne, en l'absence d'excitation de l'élément thermo-sensible; lorsque le brûleur fonctionne, c'est l'élément thermo-sensible qui maintient la vanne ouverte, le poussoir étant alors relâché pour revenir à sa position initiale, sous l'effet de sa charge élastique; lorsque le brûleur cesse de fonctionner, l'élément thermosensible n'agit plus ce qui entraîne la fermeture automatique de la vanne. Le plus souvent l'élément thermo- sensible et le capteur consistent respectivement en un électro-aimant et un couple thermo-électrique.
- Par mécanisme piézo-électrique, au sens de la présente invention, il faut comprendre un système de faible encombrement, avec sortie électrique (reliée à une électrode disposée de manière à enflammer par étincelles le mélange gazeux sortant du brûleur, le reste du mécanisme étant à la masse), comprenant en son sein une céramique piézo-électrique, ainsi qu'un organe de poussée chargée élastiquement permettant, dès le début ou lors de sa course, de générer par action sur la céramique piézo-électrique une tension électrique élevée (laquelle engendre au moins une étincelle entre l'électrode et le brûleur); lorsqu'on relâche l'organe de poussée, celui-ci revient à sa position initiale, sous l'effet de sa charge élastique. De tels mécanismes peuvent être mono- étincelles (à percussion) ou multi-étincelles (à compression). Afin de simplifier le maniement des systèmes d'allumage envisagés par la présente invention, conformément «au document FR-A-2437575» «(numéro de dépôt» 78 28317 du 27/09/78) déposée par la Demanderesse, on a déjà proposé de rassembler la vanne de sécurité et le mécanisme piézo-électrique selon une disposition relative, par exemple alignement, dans laquelle un moyen unique d'actionnement permet d'agir, par exemple en translation, successivement sur le poussoir de la vanne de sécurité et sur l'organe de poussée du mécanisme piézo-électrique, le réarmement, ou retour à la position initiale du moyen unique d'actionnement, s'effectuant après relâchement sous le seul effet des charges élastiques ainsi libérées, disponibles dans la vanne de sécurité et le mécanisme piézo-électrique.
- Cette solution conduit à disposer la vanne de sécurité et le mécanisme piézo-électrique de manière fixe l'un par rapport à l'autre, et à prévoir un moyen d'actionnement relativement complexe, tant dans sa construction que dans son fonctionnement pour agir successivement sur la vanne de sécurité et sur le mécanisme piézo-électrique. Cette complexité peut dans certains cas entraver le fonctionnement normal de la vanne de sécurité, par exemple en empêchant le retour du poussoir à sa position de repos, ce qui n'est évidemment pas souhaitable en cas d'extinction du brûleur.
- Tout ceci conduit à vouloir encore simplifier les systèmes d'allumage envisagés par la présente invention, de mainière à les rendre aisément réalisables au plan industriel, et parfaitement fiables au plan de leur utilisation quotidienne, domestique par exemple. Tel est le problème technique que vise à résoudre la présente invention.
- Selon la présente invention, d'une part le moyen d'actionnement est solidaire de l'organe de poussée du mécanisme piézo-électrique, lequel par sa partie opposée audit organe de poussée coopère avec le poussoir, de la vanne de sécurité, et d'autre part la force nécessaire à l'actionnement du mécanisme piézo-électrique est supérieure à la force nécessaire pour ouvrir au moins partiellement la vanne de sécurité au moyen du poussoir.
- Par moyen d'actionnement solidaire de l'organe de poussée du mécanisme piézo-électrique, il faut comprendre que soit le moyen d'actionnement, bouton-poussoir par exemple, s'identifie avec l'organe de poussée en question, soit le même moyen est distinct du même organe et relié à ce dernier, par exemple en rotation, le moyen d'actionnement étant susceptible de tourner par rapport à l'organe de poussée du mécanisme piézo-électrique.
- Par coopération du mécanisme piézo-électrique avec le poussoir de la vanne de sécurité, il faut comprendre que la partie du mécanisme, opposée à l'organe de poussée agit sous l'effet du moyen d'actionnement, soit indirectement, par exemple grâce à un moyen mécanique intermédiaire transmettant au poussoir de la vanne la pousée exercée sur le mécanisme, soit directement, par exemple par appui contre le poussoir de la même vanne.
- Par force nécessaire à l'actionnement du mécanisme piézo-électrique, on entend la valeur de la poussée à partir de laquelle on actionne ou déclenche le mécanisme piézo-électrique, et donc on produit au moins une décharge électrique. Ainsi dans le cas d'un mécanisme piézo-électrique à percussion, la poussée exercée sur l'organe de poussée croît avec le déplacement de ce dernier, notamment en fonction de la flèche imposée à la charge élastique de rappel (ressort en
- général); passée une certaine valeur de cette poussée, le percuteur est projeté, sous l'effet de sa propre charge élastique, contre la céramique piézo-électrique, et c'est cette valeur qu'il convient de retenir comme étant la force nécessaire à l'actionnement du mécanisme piézo-électrique. Par force nécessaire pour ouvrir au moins partiellement la vanne de sécurité, on entend la valeur de la poussée exercée sur le poussoir, permettant d'ouvrir au moins partiellement ladite vanne, et d'assurer le passage d'un débit gazeux au moins suffisant à l'allumage du brûleur, avec lequel ladite vanne communique.
- Comme précédemment, la poussée exercée sur le poussoir de la vanne de sécurité croît avec le déplacement de ce dernier, notamment en fonction de la flèche imposée à la charge élastique de rappel (ressort en général).
- Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer:
- 1 Fig. 1 représente une vue de dessus d'un système d'allumage conforme à la présente invention, avec coupe partielle, la vanne de sécurité et le mécanisme piézo-électrique étant en position de repos.
- Fig. 2 représente une vue en perspective, avec arrachements partiels, du mécanisme piézo-électrique faisant partie du système conforme à la fig. 1.
- Un système de sécurité conforme à l'invention regroupe de façon alignée, les uns derrière et contre les autres, un moyen d'actionnement 1, un mécanisme piézo-électrique 2, et une vanne de sécurité 3. La vanne de sécurité est retenue par deux équerres 4 et 5 dont l'aile verticale comporte un orifice ajusté pour recevoir le corps 6 de la vanne de sécurité. Le blocage de la vanne de sécurité sur le support constitué par les deux équerres 4 et 5 s'effectue grâce d'une part à l'écrou épaulé 7 en appui contre l'équerre 5, et d'autre part par un anneau d'arrêt 8 monté à force de l'autre côté de la même équerre. Une pièce intermédiaire 9 renferme le mécanisme piézo-électrique, et l'organe de poussée 10 appartenant à ce dernier sort librement de cette pièce. Le moyen d'actionnement, ou bouton-poussoir 1, est constitué de deux parties 11 et 12 colorées différemment, emboîtées l'une sur l'autre. Le bouton-poussoir 1 est fixé sur l'organe de poussée 10 du mécanisme 2, par l'intermédaire d'une vis 13 retenant la partie 11 du moyen d'actionnement 1. La partie arrière de la pièce intermédiaire 9, opposée à l'organe de poussée 10, est fixée sur le poussoir 14 de la vanne de sécurité 3, par exemple au moyen d'une agrafe 15, venant se loger dans deux fentes prévues sur la pièce 9 et une gorge circulaire prévue sur le poussoir 14. Ainsi, la partie arrière du mécanisme 2, opposée à l'organe de poussée 10, est constamment en appui contre le poussoir 14 de la vanne 3. Une cornière 16 comportant un orifice évasé 17 sert de guide au bouton-poussoir 1.
- Conformément à fig. 2, de manière en soi connue, le mécanisme piézo-électrique comporte un boîtier 18, l'organe de poussée 10, mobile en translation, étant susceptible de s'enfoncer dans le boîtier. Une céramique piézo-électrique 19 est contenue dans le boîtier 18. Le déplacement de l'organe de poussée 10 dans le boîtier 18 permet à la fois de charger un ressort de rappel 20, et de projeter en translation un percuteur 21 contre la céramique 19, sous l'effet d'un autre ressort 22, préalablement chargé lors du même déplacement de l'organe de poussée 10; la percussion se déclenche lorsque l'ergot 23 solidaire du percuteur 21 échappe de son logement 24 prévu sur le boîtier 18, sous l'effet de la rampe 25 prévue sur l'organe de poussée 10. Le retour à la position initiale de l'organe de poussée 10 et du percuteur 21 s'effectue sous le seul effet du ressort de rappel 20, la contre-rampe 26 prévue sur l'organe 10 ramenant l'ergot 23 dans son logement 24.
- De la description à la fois de la constitution et du fonctionnement du mécanisme piézo-électrique 2, il résulte que la force nécessaire à son actionnement est égale à la somme de la charge élastique du ressort 20 et de celle du ressort 22, au moment où l'ergot 23 quitte son logement 24, c'est-à-dire approximativement en fin de course de l'organe de pousée 10.
- Conformément à la fig. 1, la vanne de sécurité 3 comporte le corps tubulaire 6 dont l'extrémité opposée à l'écrou 7 est associée au poussoir 14, chargé élastiquement vers l'extérieur par un ressort de compression 27. L'extrémité intérieure du poussoir 14 comporte une tige 28 propre à agir sur un clapet 29 repoussé contre son siège 6a par l'intermédaire d'un autre ressort 30. Un élément thermo-sensible 31, par exemple un électro-aimant, maintient le clapet 29 ouvert si le capteur (non représenté) relié à lui par un fil 32, atteint une température déterminée.
- Le poussoir 14 peut-être maintenu à une position intermédaire, grâce à la présence de billes 33 chargées de manière centrifuge et coopérant avec un chanfrein 6b du corps. Bien entendu, la vanne de sécurité est pourvue d'une entrée de gaz 34 (about) située en amont du clapet 29, et d'une sortie de gaz 35 située en aval du clapet.
- D'après la description précédente de l'agencement et du fonctionnement de la vanne de sécurité, la force nécessaire pour l'ouvrir au moins partiellement au moyen du poussoir 14, c'est-à-dire la force nécessaire pour déplacer le clapet 29 et atteindre entre ce dernier et le siège une section de passage suffisante pour allumer le brûleur, est égale approximativement à la charge élastique du ressort 27, plus la charge élastique du ressort 30, lorsque ladite section de passage suffisante est atteinte. Selon l'invention, c'est cette force qui doit demeurer inférieure à la force d'actionnement du mécanisme piézo-électrique.
- Le fonctionnement du système d'allumage selon l'invention est en substance le suivant, en partant de la position de repos de la fig. 1, et en enfonçant progressivement le bouton-poussoir 1 :
- - Dans une première partie de la course, on enfonce le poussoir 14 de la vanne de sécurité 3 sans enfoncer l'organe de poussée 10 du mécanisme piézo-électrique 2; à la fin de cette première partie, la poussée exercée sur le bouton-poussoir 1 atteint la force nécessaire pour ouvrir au moins partiellement la vanne de sécurité;
- - Dans une deuxième partie de la course, la poussée exercée dépasse la force précitée, et on enfonce alors l'organe de poussée 10 du mécanisme 2, tout en maintenant enfoncé ou en continuant d'enfoncer le poussoir 14 de la vanne 3; à la fin de cette deuxième partie, la poussée exercée sur le bouton-poussoir 1 atteint la force d'actionnement du mécanisme piézo-électrique; on provoque alors une étincelle au brûleur, via le câble 36 relié à la céramique 19;
- - Lorsqu'on relâche le bouton-poussoir 1, l'organe de poussée 10 du mécanisme 2, et le poussoir 14 de la vanne 3 co-agissent, sous l'effet de leurs charges élastiques respectives, devenues libres, pour ramener le bouton-poussoir 1, soit dans une position intermédiaire, correspondant à la retenue du poussoir 14 sur l'épaulement 6b de la vanne de sécurité, dans laquelle la partie 11 est cachée par la cornière 16, soit dans la position initiale, si la flame du brûleur n'est pas allumée, position dans laquelle les deux parties 11 et 12 du bouton-poussoir 1 sont visibles.
- L'invention s'applique à tout appareil à brûleur à gaz notamment les réfrigérateurs à absorption équipés d'un tel brûleur.
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