FR2492950A1

FR2492950A1 - Allumeur a element piezo-electrique

Info

Publication number: FR2492950A1
Application number: FR8119953A
Authority: FR
Inventors: Seiji Kagawa
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-10-23
Filing date: 1981-10-23
Publication date: 1982-04-30
Also published as: GB2086023A; DE3139880A1; IT1139290B; KR830008112A; KR870000984B1; US4403946A; DE3139880C2; IT8124680A0; GB2086023B; FR2492950B1

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN ALLUMEUR UTILISANT UN ELEMENT PIEZO-ELECTRIQUE. LE PROBLEME TECHNIQUE POSE CONSISTE A FOURNIR UN ALLUMEUR DE CE TYPE ASSURANT UN ALLUMAGE RAPIDE ET FIABLE. SUIVANT L'INVENTION, CET ALLUMEUR COMPORTE UN CORPS CYLINDRIQUE 30 COMPORTANT UN PASSAGE 35 POUR LE GAZ AINSI QU'UNE UNITE PIEZO-ELECTIQUE 44 MOBILE DANS LE CORPS 30, UN STATOR 39 PRODUISANT UNE ATTRACTION MAGNETIQUE ENTRE LUI-MEME ET L'UNITE PIEZO-ELECTRIQUE 44 ET MONTE FIXE DANS LEDIT CORPS 30 ET UN CONDUCTEUR 67 DISPOSE DANS LE CORPS CYLINDRIQUE 30 A L'OPPOSE DU STATOR 39 DE SORTE QUE L'UNITE PIEZO-ELECTRIQUE 44 VIENT LE HEURTER LORSQU'ELLE EST DEPLACEE SOUS L'EFFET DE LA PRESSION D'UN GAZ CIRCULANT DANS LE PASSAGE 35, 43 POUR LE GAZ, LE CONDUCTEUR 67 ETANT RELIE A UNE ELECTRODE DE DECHARGE 79 PRODUISANT DES ETINCELLES ALLUMANT LE GAZ. L'INVENTION EST PRINCIPALEMENT UTILISEE SUR LES BRULEURS A GAZ SERVANT AU DECOUPAGE OU AU SOUDAGE DE METAUX.

Description

Allumeur à élément piézo-électrique.

La présente invention concerne un allumeur utilisant un élément piézoélectrique, et plus particulièrement

un dispositif pour allumer de l'essence ou un autre gaz combus-

S tible en provoquant une décharge par étincelles à une tension élevée produite en appliquant une force de choc sur un élément piézo-électrique au moyen de la pression d'un gaz. De façon plus spécifique, l'invention concerne un dispositif qui est le plus approprié en tant que moyen d'allumage adapté dans un ensemble

à buse d'un brûleur à gaz pour le coupage ou le soudage de mé-

taux.

On connaît des moyens d'allumage piézo-élec-

trique permettant d'allumer un gaz, etc.., au moyen d'une dé-

charge par étincelles à haute tension produites par l'applica-

tion d'une pression à un élément piézo-électrique, et de tels moyens d'allumage sont largement utilisés pour tout un ensemble de dispositifs tels que des chauffe-bains à gaz, des dispositifs

de chauffage à gaz, des briquets à gaz pour cigarettes, etc...

Les moyens d'allumage piézo-électrique con-

nus jusqu'alors étaient la plupart du temps du type dans lequel l'énergie accumulée dans un ressort est appliquée à un élément piézo-électrique au moyen d'un mécanisme d'impact, et on ne --nnatt pas en.ore de système d'alliau e piézo- lic.t-rique daivez

lequel la pression d'un gaz est transformée en une force d'im-

pact ou de choc et dans-lequel une telle force d'impact est

appliquée à un élément piézo-électrique.

D'une manière générale, lorsqu'on allume un brûleur à gaz pour le coupage ou le soudage d'un métal, il faut tout d'abord brancher le gaz, puis allumer le gaz projeté avec

un briquet, une allumette ou d'autres moyens. Ainsi, conformé-

ment à de tels moyens d'allumage, l'opérateur est obligé d'ef-

fecteur des travaux ennuyeux, tels que par exemple approcher le briquet ou un autre moyen d'allumage à proximité de la

pointe du brûleur, puis allumer le gaz, et il doit en supplé-

ment faire attention aux risques d'explosion et aux blessures corporelles consécutives étant donné qu'il est possible que le gaz explose, si le brûleur est allumé dans des conditions dans lesquelles l'air l'entourant est imprégné du gaz dégagé par le

brûleur à gaz, par suite d'un défaut d'allumage dû à une allu-

mette humide ou d'un mauvais fonctionnement de l'allumage du

gaz projeté, ou d'autres causes. Il se présente également.d'au-

tres problèmes tels que la recherche d'un allumoir ou d'autres moyens d'allumage. Compte tenu de ces conditions, on a développé des études importantes en vue de résoudre ces problèmes qui sont

à la base de la présente invention.

Un objet de la présente invention est de four-

nir un allumeur utilisant un élément piézo-électrique et qui est le mieux adaptable en tant que moyen d'allumage à des brûleurs

à gaz utilisés pour lé coupage ou le soudage de métaux.

Un autre objet de la présente invention est

de fournir un allumeur caractérisé en ce qu'une attraction ma-

gnétique est produite entre un stator et une unité piézo-élec-

trique mobile, de manière à engendrer une force d'impact de l'unité piézoélectrique mobile, exercée sous l'effet de la

pression du gaz, contre un conducteur, la haute tension pro-

duite étant déchargée de manière à produire des étincelles.

Un autre objet de la présente invention est de fournir un allumeur utilisant un élément piézo-électrique

et qui est équipé d'une unité piézo-électrique mobile compor-

tant un élément piézo-électrique incorporé d'un seul tenant à

cette unité.

L'allumeur conforme à la présente invention comporte un corps cylindrique contenant un passage pour le gaz, une unité piézo-électrique mobile agencée de manière à être déplaçable axialement dans le corps cylindrique sous l'effet de la pression d'un gaz circulant dans ledit passage pour le gaz, un stator monté de façon fixe dans le corps cylindrique du côté

du passage pour le gaz et conçu pour produire une force d'at-

traction magnétique entre lui-même et ladite unité piézo-élec-

trique mobile, et en communication avec ledit passage pour le gaz par l'intermédiaire d'un trou traversant formé en lui-même, et un conducteur également monté de façon fixe dans le corps

cylindrique sur le côté distant du stator et possédant un pas-

sage pour le gaz et conçu de telle manière que, lorsqu'elle est

déplacée, l'unité prézo-électrique mobile vient heurter ce con-

ducteur, qui est également isolé électriquement du corps cylin-

drique au moyen d'un isolant. Une électrode de décharge est reliée électriquement au conducteur, tandis qu'une autre élec-

trode de décharge est reliée électriquement au corps cylindri-

que en étant distante de la première électrode de décharge.

Ladite unité piézo-électrique mobile comporte un élément piézo-

électrique disposé dans un espace intérieur à son corps à tra-

vers un isolant, ledit élément piézo-électrique étant maintenu

et fixé en position au moyen d'une borne de réception de pres-

sion, apte à recevoir la force de pression du gaz circulant

dans le passage pour.le gaz, et située dans le corps cylindri-

que, et d'une borne d'impact située sur la face dudit conduc-

teur, recevant l'impact.

Les objectifs mentionnés précédemment ainsi que d'autres objectifs et avantages de la présente invention

ressortiront à l'évidence de la description qui va suivre, con-

sidérée en référence aux dessins annexés, sur lesquels:

- La Fig. 1 est une vue en coupe longitudi-

nale montrant l'ensemble de la structure du dispositif con-

forme à l'invention.

- La Fig. la direction de la flèche 2 - La Fig.

nale d'un stator.

2 est de la 3 est une vue

Fig. 1.

une vue de bout prise suivant

en coupe longitudi-

- La Fig. 4 est une vue de bout prise suiva:

la direction de la flèche 4 de la Fig. 3.

- La Fig. 5 est une vue en coupe longitudi-

nale montrant une forme modifiée du stator.

- La Fig. 6 est une vue d'extrémité prise

suivant la direction de la flèche 6 sur la Fig. 5.

- La Fig. 7 est une vue en coupe longitudi-

nale d'une unité piézo-électrique mobile.

- La Fig. 8 est une vue de bout prise suiva

la direction de la flèche 8 de la Fig. 7.

- La Fig. 9 est une vue de bout prise

suivant la direction de la flèche 9 de la Fig. 7.

nt nt

- La Fig. 10 est une vue en coupe longitudi-

nale du corps de l'unité piézo-électrique mobile.

- La Fig. 11 est une vue en coupe longitudi-

nale de la borne de réception de pression de l'unité piézo-

électrique mobile.

- La Fig. 12 est une vue de bout prise sui-

vant la direction de la flèche 12 de la Fig. 11.

- La Fig. 13 est une vue en coupe longitudi-

nale de la borne d'impact de l'unité piézo-électrique mobile.

- La Fig. 14 est une vue de bout prise sui-

vant la direction de la flèche 14 de la Fig. 13.

- La Fig. 15 est une vue en coupe longitudi-

nale d'un conducteur.

- La Fig. 16 est une vue de bout prise sui-

vant la direction de la flèche 16 de la Fig. 15.

- La Fig. 17 est une vue en coupe longitudi-

nale montrant le fonctionnement du dispositif conforme à l'in-

vention.

- La Fig. 18 est une vue en coupe longitudi-

nale des parties principales montrant une autre forme de réa-

lisation de la présente invention.

- La Fig. 19 est une vue en coupe longitudi-

nale d'un brûleur à gaz d'une machine de fusion à gaz adaptée

au dispositif conforme a l'invention.

- La Fig. 20 est une vue en coupe longitudi-

nale d'un brûleur à gaz comportant une autre structure d'une machine de fusion à gaz adaptée au dispositif de la présente invention. En se référant aux Fig. 1 et 2, on y voit

représenté un allumeur conforme à la présente invention. L'al-

lumeur comporte un corps cylindrique 30 raccordé à un passage d'amenée de gaz et qui est constitué en un métal tel que du laiton et possède une partie creuse s'étendant axialement à travers lui-même et munie de parties étagées 31, 32 tournées vers l'avant et une partie 33 inclinée vers l'avant, de sorte que le diamètre intérieur augmente graduellement en direction de l'extrémité avant. La partie creuse partant de la face d'extrémité arrière 34 en direction de la première partie étagée 31 sert de passage 35 pour le gaz. La partie creuse s'étendant à partir de la seconde partie étagée 32 vers l'avant à l'intérieur du corps cylindrique 30 fournit un espace permettant de loger une unité piézo-électrique mobile

décrite de façon détaillée ci-après.

La partie creuse située entre la première

et la seconde parties étagées 31 et 32 est munie d'un tarau-

dage 37 et également la partie avant de l'ouverture du corps

cylindrique 30 est munie d'un taraudage 38. On peut voir égale-

ment qu'un stator 39 est monté fixé dans le corps cylindrique sur le côté de ce dernier correspondant au passage pour le gaz. Comme cela est mieux représenté sur les Fig. 3 et 4, ce stator 39 est constitué en un matériau magnétique ou bien par un aimant permanent et possède une collerette d'un seul tenant 41 située sur l'extrémité avant de sa partie annulaire 40. Le

diamètre extérieur de la partie de collerette 41 est essentiel-

lement égal au diamètre intérieur du corps cylindrique 30 au niveau de sa partie située entre la seconde partie étagée 32 et la partie inclinée 33, et la partie annulaire 40 comporte,

sur toute sa surface extérieure, un filetage extérieur 42 pou-

vant engrener avec le taraudage 37 ménagé dans le corps cylin-

drique 30, et possède également un trou traversant 43 s'éten-

dant axialeitrent. Ainsi Il stator 39 est fixé en F-onition dans le corps cylindrique 30 au moyen de l'engrènement du taraudage

37 et du filetage extérieur 42, le trou traversant 43 communi-

quant avec le passage pour le gaz 35.

Le stator 39 peut avoir d'autres formes, telles que celles représentées sur les Fig. 5 et 6. Dans cette

forme de réalisation, le trou traversant 43 du stator est réa-

lisé sous la forme d'un orifice qui s'élargit vers le côté du corps cylindrique 30, correspondant au passage du gaz. Cette

conception réduit la résistance à l'écoulement du gaz circu-

lant dans le passage pour le gaz 35, de manière à accroître la force d'impact de l'unité piézo-électrique mobile contre l'élément piézoélectrique, comme cela sera explicité ci-après

de façon détaillée.

Dans la partie creuse 36 du corps cylindri-

que 30 se trouve ménagée une unité piézo-électrique mobile 44 agencée de manière à pouvoir être déplacée dans la partie

creuse 36, suivant l'axe du corps cylindrique 30, sous l'ac-

tion de la pression du gaz circulant dans le passage pour le

gaz 35. Cette unité piézo-électrique mobile 44 est représen-

tée sur les Fig. 7, 8 et 9 et, comme cela est mieux visible sur les Fig. 10 à 14, son corps métallique 45 possédant une section transversale circulaire se compose d'une partie 46 de diamètre important, située à l'avant et s'étendant sur à

peu près la moitié de la longueur du corps 45, et d'une par-

tie 47 de diamètre légèrement plus petit, située en arrière et faisant partie intégrante de la partie 46 de diamètre important, un renfoncement 48 étant formé à la limite entre la partie 46 de diamètre important et la partie 47 de diamètre réduit. Le diamètre extérieur de la partie 46 de diamètre important est essentiellement égal au diamètre intérieur de la partie creuse

du corps cylindrique 30 en avant de la partie inclinée 33, tan-

dis que le diamètre extérieur de. la partie 49 de diamètre plus faible est essentiellement égal au diamètre intérieur de la partie creuse du corps cylindrique 30 entre la seconde partie étagée 32 et la partie inclinée 33. Dans le corps 45 de l'unité piézo-électrique 44, il est prévu suivant l'axe de ce dernier un taraudage 51 à pas élevé, défini entre les parties étagées 49 et 50 tournées vers l'arrière, un espace 52 de logement pour l'élément piézo-électrique et une petite -ouverture 53. De même,

dans la partie 46 de diamètre important se trouvent ménagés sui-

vant une disposition axiale et dans les bords extérieurs péri-

phériques de cette partie 46, de petits passage 54 pour le gaz, possédant une section transversale circulaire et débouchant

dans le renfoncement 48, lesdits passages 54 étant distants an-

gulairement les uns des autres de 900 autour de l'axe. Dans

l'espace 52 du corps 45 se trouve disposé un élément piézo-

électrique 55 en forme de colonne traversant un isolant 56 cons-

titué par exemple par un matériau céramique, et l'extrémité avant de l'isolant 56 possède une partie étagée 57 contactant l'extrémité étagée correspondante 50 du corps 45 de manière à bloquer l'isolant contre tout desserrage, ladite extrémité

avant atteignant l'ouverture 53.

Sur le côté de l'une des électrodes de l'élément piézo-électrique 55 se trouve disposée une borne d'impact métallique 58 qui est isolée électriquement du corps par l'isolant 56. Comme cela est mieux visible sur les Fig. 13 et 14, cette borne d'impact 58 possède une collerette 59 ayant le même diamètre que l'élément piézo-électrique 55 et une partie saillante centrale 60 de section transversale circulaire d'un seul tenant avec ladite collerette 59. Cette dernière est

repoussée contre une face d'extrémité de l'élément piézo-élec-

trique 55 et la partie saillante 60 est montée fixe de sorte qu'elle fait légèrement saillie à partir de l'ouverture 53

dans le corps 45.

Une borne de réception de pression 61 est

prévue sur le côté de l'autre électrode de l'élément piézo-

léectrique 55 et comporte, comme cela est mieux visible sur les Fig. 11 et 12, un renfoncement 64 ménagé dans son corps 63 et comportant une partie saillante 62 circulaire en coupe

transversale, possédant le même diamètre que l'élément piézo-

électrique 55, et un aimant permanent 65 est fixé dans ledit renfoncement (4 de sorte hâle l'aimant ast de niveau avec la

face d'extrémité du renfoncement 64. Lorsque le filetage exté-

rieur 70 de. cette borne de réception de pression 61 engrène

avec le taraudage correspondant 51 du corps 45, la partie sail-

lante 62 applique une force de compression à l'élément piézo-

électrique 55, de manière à l'appliquer contre le corps 45,

tandis que ledit élément est maintenu par ladite borne de ré-

ception de pression 61 et la borne d'impact 58.

La fixation de la borne de réception de pres-

sion 61 au corps 45 peut être réalisée par calfatage.

L'aimant permanent 65 produit une force at-

tractive entre l'unité piézo-électrique mobile 44 et le stator

39 de manière à maintenir la pression du gaz s'écoulant à par-

tir du passage pour le gaz 35 du corps cylindrique 30 pour pénétrer dans le trou traversant du stator 39, ce qui a pour effet que l'impact instantané subi par l'unité piézo-électrique mobile 44 est accru de manière à fournir une force d'impact

élevée appliquée à l'élément piézo-électrique 55.

Une force attractive est produite entre un aimant permanent et un corps magnétique de sorte que dans le

cas o l'aimant permanent 65 est prévu dans l'unité piézo-élec-

trique 44, le stator 39 est réalisé en un matériau magnétique, et dans le cas o le stator 39 est constitué par un aimant permanent, la borne de. réception de pression 61 de l'unité

piézo-électrique mobile 44 est réalisée en un matériau magnéti-

que. Dans le corps cylindrique 30, sur son côté opposé à celui de l'unité piézo-électrique mobile 44, se trouve disposé un conducteur 67 agencé de telle manière que, lorsque l'unité piézoélectrique mobile 44 est déplacée par la pression

du gaz, la borne d'impact 58 heurte le conducteur 67. Le con-

ducteur 67 est constitué en un métal tel que du laiton, et, comme cela est mieux visible sur les Fig. 15 et 16, possède une collerette 68 conçue de manière à encaisser l'impact, et un

corps cylindrique 69 réalisé d'un seul tenant avec la colle-

rette. Ce corps cylindrique 69 est équipé d'un filetage exté-

rieur 70 sur son extrémité arrière. Au niv@eau de la partie cen-

trale de la collerette 68 se trouve ménagée une partie saillante

-/1 circulaire en coupe transversale et réalisée d'un seul te-

nant avec la collerette et qui est heurtée par la borne d'im-

pact 58 de l'unité piézo-électricue 44. De même, à la base de ladite partie saillante 71 réunie à la collerette 68 se trouvent

formées de petites ouvertures 73 en communication avec un pas-

sage 72 de sortie du gaz, réalisées suivant une position axiale dans le corps cylindrique 69, les petites ouvertures 73 étant

inclinées de manière à présenter un écartement angulaire réci-

proque égal essentiellement à 900. La collerette 68 et le corps cylindrique 69 du conducteur 67, hormis le filetage 70, sont recouverts par un matériau isolant 74 tel que du téflon, et le

filetage extérieur 76 d'un écrou de fixation 75 fixé par vis-

sage sur la partie 74 recouverte du corps cylindrique 69 à

partir du côté du filetage 70, engrène par vissage avec le tarau-

dage correspondant 38 du corps cylindrique 30, de manière à fixer ainsi le corps cylindrique 30 en position, tout en étant

électriquement isolé. L'écrou de fixation 75 comporte une col-

lerette possédant le même diamètre que le corps cylindrique 30 et est en butée contre la face d'extrémité opposée du corps

cylindrique 30.

Un isolant annulaire 78 constitué par exemple en téflon est prévu au niveau de la partie de revêtement 74, qui fait saillie à partir de la collerette 77 de l'écrou de

fixation 75 du conducteur 67, et l'une des électrodes de dé-

charge 79 est reliée électriquement au conducteur 67 à travers ledit isolant 78 lorsque le taraudage 80 de l'écrou 79 engrène

avec le filetage extérieur correspondant 70 du conducteur 67.

L'extrémité avant de l'électrode de décharge 79 se termine par

une fine buse et l'extrémité plus en avant 81 de cette élec-

trode constitue un point d'allumage. Dans ladite électrode 79 se trouve également forme, suivant l'axe de cette dernière, un passage pour le gaz 82, à travers lequel le gaz présent dans

le corps cylindrique 30 est évacué.

L'électrode de décharge 79 peut prendre dif-

férentes autres formes.

L'autre électrode de décharge 83 s'adaptant - ladite élcctrode 79 es: également raniée électr.-..iiment au corps cylindrique 30, étant donné qu'elle est vissée, comme par

exemple en 85, à la surface extérieure du corps cylindrique 30.

L'extrémité la plus en avant, constituant le point d'allumage sur l'extrémité libre de l'autre électrode 83 est réglée à un écartement prédéterminé de l'extrémité opposée d'allumage 81 de

l'électrode 79.

On va maintenant expliciter, du point de vue de son fonctionnement, la forme de réalisation préférée décrite

ci-dessus de la présente invention.

Bien que ceci ne soit pas représenté, l'en-

semble de l'allumeur conforme à l'invention est réglé correc-

tement dans une canalisation d'amenée de gaz par l'intermédiaire d'un robinet ou d'une valve à bille monté de façon intégrante

et qui peut être ouvert ou fermé par l'actionnement d'une tou-

che. Etant donné que l'ensemble de l'allumeur est ainsi réglé correctement, le passage pour le gaz 35, situé dans le corps cylindrique 30, communique avec la canalisation d'amende de gaz. Dans l'état dans lequel la valve est ouverte et o aucun gaz n'est introduit de la part de la canalisation

d'amenée de gaz dans le passage pour le gaz 35, l'unité piézo-

électrique mobile 44 est fixée fermement au stator 39 par la force magnétique de l'élément permanent 65 et par conséquent le trou traversant 43 situé dans le stator 39 et communiquant avec le passage pour le gaz 35 est fermé de façon étanche. Cet état

est représenté sur la Fig. 1.

Lorsque la valve est ouverte de manière à admettre le gaz provenant de la canalisation d'amenée de gaz dans le passage pour le gaz 35 et par conséquent dans le trou traversant 43, la pression s'établit dans ce dernier et lorsque

la pression accumulée du gaz dépasse la force d'attraction ma-

gnétique s'exerçant entre le stator 39 et l'unité piêzo-dlec-

trique mobile 44, cette unité 44 est instantanément déplacée vers l'avant sous l'effet de la pression du gaz de telle manière que la partie saillante 60 située sur la borne d'impact 68 de

ladite unité 44 heurte avec force la partie saillante corres-

pondante 71 située sur le conducteur 67. Cet état est représen-

té sur la Fig. 17.

Lorsque l'unité piézo-électrique mobile 44 se déplace, le gaz présent dans le corps cylindrique 30 circule depuis le passage pour le gaz 54 dans l'unité piézo-électrique 44 en pénétrant dans les petites ouvertures 73 et le passage pour le gaz 72 situé dans le conducteur 67 et s'évacue par

l'intermédiaire du passage pour le gaz 82 situé dans l'élec-

trode de décharge 79.

Lors du choc de l'unité piézo-électrique mobile 44 contre le conducteur 67 sous l'effet de la pression du gaz, il se trouve créé une force d'impact appliquée à l'élément piézo-électrique 55 de manière à produire une tension

élevée et une décharge par étincelles se produit entre l'extré-

mité la plus en avant 81 de l'électrode de décharge 79 reliée

électriquement à l'une des électrodes dudit élément piézo-élec-

trique 55 par l'intermédiaire de la borne d'impact 58 et du conducteur 67 et l'extrémité opposée la plus en avant de l'élec- trode de décharge 83 reliée à l'autre électrode dudit élément piézo-électrique 55 par l'intermédiaire de la borne 43, du corps

et du corps cylindrique 30, et l'essence ou un autre gaz com-

bustible est allumé par les étincelles.

Lorsque la valve est à nouveau fermée afin

de fermer l'alimentation en gaz en provenance de la canalisa-

tion d'amenée de gaz, la pression du gaz repoussant vers l'avant l'unité piézo-électrique mobile 44 n'existe plus, de sorte que ladite unité 44 est de nouveau attirée magnétiquement contre le stator 39, ce qui fournit de nouveau l'état représenté sur la

Fig. 1.

Ainsi, conformément au dispositif d'allumage selon la présente invention, lorsque la valve est ouverte de manière à faire pénétrer le gaz dans la canalisation d'amende de gaz, l'unité piézo-électrique mobile est tenue de heurter violemment le conducteur sous l'effet de la pression du gaz,

de manière à appliquer une force d'impact à l'élément piézo-

* êl.ectrique, qiiu est maintenu de façon fixe et est comprimé entre la borne de réception do pression et la borne d'impact,

et en outre, la force d'impact instantanée de l'unité piézo-

électrique mobile contre le conducteur est multipliée par la

pression du gaz qui repousse vers. l'avant ladite unité piézo-

électrique et qui s'est suffisamment accumulée, par la force

attractive magnétique travaillant entre cette unité piézo-

électrique et le stator et par le poids propre de l'unité piézoélectrique, de sorte qu'une tension élevée est produite dans l'élément piézo-électrique et provoque infailliblement une décharge par étincelles de manière à réaliser l'allumage désiré. Une autre forme de réalisation préférée de la présente invention est représentée sur la Fig. 18. Dans cette forme de réalisation, un ressort hélicoïdal 86 est prévu entre l'unité piézo-électrique mobile 44 et le conducteur 67

situé dans le corps cylindrique 30.

Selon cette forme de réalisation, étant donné que l'unité piézoélectrique mobile 44 est normalement repous- sée contre le stator 39 par le ressort hélicoïdal 86, il peut y avoir une accumulation plus efficace de la pression du gaz pour

repousser l'unité piézo-électrique mobile 44 contre le conduc-

teur 67, et même lorsque l'alimentation en gaz est arrêtée, l'unité piézoélectrique 44, qui a été poussée par la pression

du gaz, est repoussée en arrière par la force élastique du res-

sort hélicoïdal 86 de telle manière que se trouve garantie une

fixation efficace au stator 39. C'est pourquoi le ressort héli-

coIdal 86 utilisé dans cette forme de réalisation est suffisant s'il peut repousser l'unité piézo-électrique mobile 44 dans la position o la f6rce attractive agit entre ladite unité et le

stator 39 lorsque l'alimentation en gaz a été arrêtée.

Comme on le comprendra de la description dé-

taillée précédente, l'allumeur conforme à la présente invention possède une structure dans laquelle une unité piézoélectrique mobile possédant un élément piézo-électrique, incorporé de façon intégrante à cette unité, est repoussé en vue de heurter un conducteur sous l'effet de la pression d'un gaz circulant dans un passage pour ce dernier, de îianiXre à produire une haute tension dans l'élément piezo-électrique, et une décharge par étincelles est déclenchée à partir -'une telle haute tension afin d'allumer le gaz, de sorte que si le dispositif est adapté en tant que moyen d'allumage dans un brûleur à gaz utilisé pour la fusion ou le soudage de métaux, il fournit un allume-gaz automatique très utile étant donné que l'allumage est effectué automatiquement et-avec sécurité lors de la pénétration du gaz dans le brûleur, qui intervient lors de l'ouverture d'une valve

située dans la canalisation d'amenée de gaz.

Certaines structures préférées de brûleurs adaptés au dispositif de la présente invention sont représentées sur les Fig. 19 et 20. Sur ces dessins, comme on peut le voir, on a utilisé des chiffres de référence identiques pour désigner des pièces identiques dans les structures respectives, bien que

cette numérotation ne concerne que les parties principales.

En se référant à la Fig. 19, on voit que le brûleur comporte un corps cylindrique 100 qui doit être fixé

à un chalumeau non représenté et une coque cylindrique 107 ré-

unie de façon rigide au corps cylindrique 100, en étant co-

axiale à ce dernier. Le corps cylindrique 100 est constitué en un métal tel que du laiton et possède une collerette 101 du côté de spn extrémité avant. En arrière de ladite collerette 101 se trouvent ménagées deux parties tronconiques 102 et 103, et un taraudage 104 est prévu dans la surface périphérique intérieure d'une cavité formée dans l'extrémité à collerette du corps cylindrique. Ce corps cylindrique 100 est également muni d'un passage 105 d'admission d'oxygène à haute pression s'étendant au centre et suivant la direction axiale du corps et plusieurs passages 106d'amenée de gaz mélange, s'étendant

vers l'avant à partir de l'extrémité arrière de la partie co-

nique 102.

La coque cylindrique 107 est constituée en un métal tel que du laiton et est reliée rigidement au corps cylindrique 100 étant donné que son extrémité arrière ouverte munie d'une collerette 108 est emmanchée sur l'extrémité avant du corps cylindrique 100 au point que la collerette 108 est en

butée contre la collerette correspondante 101 du corps cylin-

drique. Sur l'extrémité la plus avant de la coque 107 se trouve ménagée une buse 109 de projection du gaz possédant une taille inférieure au diamètre intérieur de toute autre pièce, et une partie étagée 110 est ménagée à l'intérieur de

cette tuyère.

Un cylindre intérieur 111 est relié par vis-

sage au corps cylindrique 100 étant donné que le filetage ex-

térieur 112 situé sur le cylindre intérieur 111 engrène avec

le taraudage correspondant 104 ménagé dans le corps cylindri-

que 100, et l'espace défini entre la surface extérieure du cylindre intérieur 111 et la surface intérieure opposée du cylindre extérieur ou de la coque 107 fournit un passage 113

pour le gaz mélangé.

Le cylindre intérieur 111 est essentiellement identique au corps cylindrique 100 qui forme une pièce de cons- truction du dispositif selon l'invention, et le passage pour le gaz 35 de ce dispositif est en communication avec le passage d'admission de l'oxygène sous pression. Dans le cylindre

intérieur 111 se trouve disposés un stator 39, une unité piézo-

électrique mobile 44, un ressort hélicoïdal 86 et un conduc-

teur électriquement isolé 67.

Le conducteur 67 est relié à une buse 114

d'injection d'oxygène étant donné que la partie extérieure fi-

letée 70 de cette buse est vissée dans la partie taraudée cor-

respondante 115 ménagée dans un renfoncement au niveau de l'ex-

trémité arrière de ladite buse 114 d'injection d'oxygène. Cette buse 114 est constituée en un métal tel que du laiton. Le trou central de la buse 114 est en communication avec le passage pour le gaz 72, ménagé dans le conducteur 67, et son extrémité

la plus en avant est disposée légèrement en retrait à l'inté-

rieur de la buse de projection de gaz 109 de la coque 107. Plu-

sieurs fentes 117 sont ménagées dans le pourtour extérieur de la partie d'extrémité la plus avancée de la buse 114, suivant

la direction axiale de cette dernière. Entre la partie d'extré-

mité avant de la buse 114 d'injection de l'oxygène et la coque

107 se trouve interposé un isolant 118 tel qu'un matériau céra-

mique, dont la face d'extrémité avant est en butée contre la

partie étagée 110 de la coque 107, ledit isolant 118 étant dis-

posé de telle manière que les fentes 117 ménagées dans la par-

tie d'extrémité avant de la buse 114 sont maintenues en commu-

nication avec le passage 113 pour le gaz mélangé, défini entre la surface extérieure de la buse 114 et la surface intérieure opposée de la coque 107. Une isolation électrique parfaite est établie par ledit isolant 118 entre la coque 107 et la buse 114

d'injection de l'oxygène.

La buse 114 d'injection de l'oxygène est éga-

lement isolée électriquement par rapport au cylindre intérieur 118, au moyen d'un isolant 78, et est simplement raccordée au conducteur 67 seul, de manière à former une liaison électrique avec l'une des électrodes de l'élément piézo-électrique 55, de

sorte que ladite buse 114 possède la même fonction que l'élec-

trode de décharge 79 et que son extrémité la plus avancée 119 sert de point d'allumage. De même, étant donné que-la coque 107

est reliée électriquement à l'autre électrode de l'élément piézo-

électrique 55, elle possède la même fonction que l'électrode de décharge 83 et la surface périphérique intérieure 120 de sa tuyère 109 de projection de gaz agit à la manière d'une pointe d'allumage. On adapte le br leur incorporé au dispositif selon l'invention à un chalumeau en fixant la face du corps

cylindrique 100 à ce dernier. Lorsqu'ils sont parfaitement as-

semblés, le passage 105 d'admission de l'oxygène sous pression est en communication avec la sortie correspondante de l'oxygène

sous pression située dans le chalumeau et le passage 106 d'ad-

mission du gaz mélangé est en communication avec la sortie cor-

respondante du gaz mélangé située dans le chalumeau.

Dans l'état de non utilisation, la valve du

brûleur à gaz est maintenue fermée afin d'empêcher toute ali-

mentation en gaz, et, de façon plus spécifique, l'unité piézo-

électrique mobile 44 reste accolée au stator 39 de manière à fermer de façon étanche le trou traversant 43 du stator 39, comme cela est représenté sur la Fig. 9. Lors de l'utilisation du brûleur à gaz, on ouvre la valve de manière à admettre à l'intérieur du brûleur le gaz mélangé. Le gaz mélangé s'écoule

à travers le passage 106 d'admission du gaz mélangé et le pas-

sage 113 et en outre traverse les fentes 117 situées dans la buse 114 d'injection de l'oxygène, de manière que le gaz sorte par la tuyère 109 de projection du gaz ménagée dans la coque 107. Ensuite, on envoie l'oxygène sous pression. Cet oxygène sous pression traverse le passage 105 d'admission de l'oxygène sous pression et le passage pour le gaz 35 situé à l'intérieur du cylindre intérieur 111 pour pénétrer dans le trou 149 ménagé dans le stator 39. La pression de l'oxygène augmente jusqu'à ce qu'elle vienne à dépasser la force combinée fournie par la force d'attraction magnétique agissant entre le stator 39 et

l'unité piézo-électrique mobile 44 et par la force de compres-

sion du ressort hélicoïdal 86, et lorsque la pression-d'oxy- gène accumulée dépasse la force combinée, elle s'exerce sur l'unité piézoélectrique mobile 44 de manière à provoquer l'impact de cette dernière contre le conducteur 67. L'oxygène sous pression traverse simultanément le passage pour le gaz 54 situé dans l'unité piézo-électrique 44, les petites ouvertures 73 situées dans le conducteur 67, le passage pour le gaz 72, puis le trou central 116 de la buse 114 d'injection d'oxygène,

de manière à projeter le gaz hors de la tuyère 109 de projec-

tion du gaz de la coque 107.

En même temps que la délivrance de l'oxygène sous pression, une haute tension est produite dans l'élément

piézo-électrique 55 sous l'effet du choc de l'unité piézo-élec-

trique mobile 44 contre le conducteur 67 et il se produit une décharge par étincelles entre l'extrémité la plus avancée 119 (pointe de formation d'étincelles) de la buse 114 d'injection d'oxygène reliée électriquement à l'une des électrodes dudit élément piézo-électrique 55 par l'intermédiaire de la borne

d'impact 58 et du conducteur 67 et la surface périphérique in-

térieure 120 de la tuyère de projection du gaz de la coque 107

reliée électriquement à l'autre électrode de l'élément piézo-

électrique 55 par l'intermédiaire de la borne de réception de pression 61, du corps 45 et du cylindre intérieur 111, et le gaz mélangé sortant des fentes 117 situées dans la buse 114

est allumé par les étincelles. Ensuite, l'unité piézo-électri-

que mobile 44 reste dans sa position la plus avancée dans l'ex-

pace 36 sous l'action de la pression de l'oxygène sous pression

envoyé subséquemment. Lorsque l'on ferme la valve, ceci sup-

prime la pression d'oxygène repoussant l'unité piézo-électrique

mobile 44 vers l'avant, de sorte que cette dernière est à nou-

veau appliquée contre le stator 39 sous l'effet de la force combinée du ressort hélicoïdal 86 et du travail d'attraction magnétique entre ladite unité 44 et le stator 39, de manière

à rétablir l'état initial.

Ainsi le brûleur adapté au dispositif de la présente invention peut réaliser un allumage automatique, sûr, rapide et très fiable lors de l'envoi d'un gaz au brûleur,

sans nécessiter un quelconque travail ennuyeux d'allumage.

La Fig. 20 montre un autre ensemble de brû-

leur conforme à la présente invention.

Sur la figure, comme cela a été déjà indiqué, seules les parties possédant une structure différant de celles

présentes dans le brûleur de la Fig. 19 sont affectées de chif-

fres de référence commençant par la référence 200, tandis que les parties identiques sont affectées des mêmes chiffres de

référence et l'on ne donnera pas pour ces pièces une explica-

tion détaillée afin d'éviter toute redondance de description.

Le corps cylindrique 200 devant être réuni au chalumeau est constitué en un métal tel que du laiton et possède des parties tronconiques 201, 202 et 203 disposées en cet ordre de l'extrémité arrière vers l'extrémité avant. Le corps possède également une partie cylindrique d'un seul tenant 204 disposée en avant de la partie conique 203 et munie d'un filetage extérieur 205. A travers le corps cylindrique 200 s'étend, en position centrée, un passage 206 d'admission pour

l'oxygène sous pression. De même, plusieurs passages 207 d'ali-

mentation en gaz mélangé s'étendent horizontalement depuis la face d'extrémité avant de la partie conique 202 vers la face

d'extrémité arrière de la partie conique 203.

Le corps cylindrique 200 est réuni de façon

coaxiale à un cylindre 208 étant donné que le filetage exté-

rieur 205 du corps cylindrique 200 est vissé dans le taraudage correspondant 209 situé dans le cylindre intérieur 208. Ce dernier correspond au corps cylindrique 30 qui forme une pièce

constitutive du dispositif conforme à l'invention, et est cons-

titué en un métal tel que du laiton et se compose d'une partie avant 210 de faible diamètre et d'une partie arrière 211 de diamètre important, la partie 210 étant légèrement plus longue que la partie 211. Dans la partie 211, la partie de diamètre important se trouvent ménagés plusieurs passages 212 pour le gaz mélangé, qui s'étendent depuis la face d'extrémité arrière jusqu'à la face d'extrémité avant et sont en communication avec les passages respectifs 207 d'admission du gaz mélangé

dans le corps cylindrique 200.-De même, dans le pourtour exté-

rieur du piston 211 de diamètre important se trouve ménagé un

trou incliné 213 d'admission de l'air extérieur en communica-

tion avec le passage 212 pour le gaz mélangé. En outre, dans la partie 211 de diamètre important du cylindre intérieur 208 se

trouvent disposés un stator 39, qui est maintenu fixé en posi-

tion par la face d'extrémité de la partie cylindrique 204 du corps cylindrique 200, et une partie étagée 214 située sur le pourtour intérieur de la partie 211 du diamètre important. Dans la partie 210 de faible diamètre se trouve prévus une unité

piézo-électrique mobile 44, un ressort hélicoïdal 86 et un con-

ducteur électriquement isolé 67, qui est fixé coaxialement à

une buse 215 d'injection d'oxygène.

Une cavité 216 est ménagée à mi-chemin dans

le trou d'injection de ladite buse 215 d'injection de l'oxygène.

La pression de l'oxygène sous pression, qui a été partiellement dépensée pour repousser l'unité piézo-électrique mobile 44, est rétablie à la valeur initiale (la pression d'oxygène envoyée au départ) de manière à accroître le débit à l'intérieur du trou

d'injection en vue de fournir un écoulement en forme de jet.

Plusieurs fentes 217 sont prévues dans le pourtour extérieur de la partie d'extrémité avant de la buse 215 d'injection d'oxygène et son extrémité la plus en avant 218

constitue une pointe d'allumage.

Le cylindre extérieur 219 de la coque est fixé d'un seul tenant à la partie 211 de diamètre important du

cylindre intérieur 208 étant donné que l'extrémité arrière ou-

verte du cylindre extérieur 219 est montée sur la partie 211 de diamètre important au point d'être en butée contre la face d'extrémité avant de la partie conique 203 du corps cylindrique 200. L'espace défini entre la surface intérieure'dela coque cylindrique 219 et la surface extérieure opposée du cylindre inférieur 208 fournit un passage 113 pour le gaz mélangé, en

communication avec le passage 212 pour oe gaz mélangé.

La coque 219 est constituée en un métal tel que du laiton et est équipée, au niveau de son extrémité la plus en avant, d'une tuyère 220 de projection de gaz qui est d'un diamètre inférieur au diamètre intérieur de tout autre pièce, la face périphérique intérieure 221 de ladite tuyère

220 de projection de gaz constituant une pointe d'allumage.

Dans le pourtour extérieur de la partie arrière de ladite coque

219 se trouve ménagé un trou 222 d'aspiration de l'air exté-

rieur en communication avec le trou d'aspiration 213 ménagé dans le cylindre intérieur 208. De même, une partie étagée 223 est prévue à l'intérieur de l'extrémité la plus avancée de la coque 219 et un isolant 118 tel qu'un matériau céramique est interposé entre la coque 219 et la partie d'extrémité avant de la buse 215 d'injection de l'oxygène, l'extrémité avant de lrisolant 118 étant en butée contre la partie étagée 223, comme

cela est représenté.

Le brûleur de la structure décrite ci-dessus est fixé à un chalumeau non représenté et lorsqu'on ouvre la valve du brûleur, il se produit les mêmes opérations que dans

le cas de la forme de réalisation précédente, avec l'établisse-

ment d'une décharge par étincelles entre l'extréltacé la plus avancée 218 de la buse 215 d'injection de l'oxygène et la face périphérique interne opposée 221 de la tuyère de projection de

gaz de la coque 219, et le gaz mélangé est allumé par les étin-

celles produites. Lorsque l'on-ferme la valve, les mêmes opé-

rations, que dans le cas de la -forme de réalisation déjà dé-

crite, se répètent.

Dans le cas de ce brûleur, l'oxygène présent dans l'air extérieur est introduit par l'intermédiaire du trou d'aspiration de l'air 222 situé dans la coque 219 et du trou

similaire d'aspiration de l'air 213 situé dans le cylindre in-

térieur 208 et pénètre dans le passage 113 pour le gaz mélangé et est mélangé à l'intérieur de ce passage au gaz, de manière à produire un allumage efficace du gaz. Egalement, même lorsque la pression de l'oxygène sous pression diminue lorsqu'elle est utilisée pour repousser l'unité piézo-électrique mobile 44

dans sa position la plus avancée, la pression d'oxygène est ré-

tablie au niveau existant à l'instant de l'alimentation au moyen de la poche 216 située dans la buse 215 d'injection de l'oxygène, de manière à fournir un écoulement en forme de jet requis.

Claims

REVENDICATIONS

1 ) - Allumeur utilisant un élément piézo-électrique,

caractérisé en ce qu'il comporte un corps cylindrique (30) com-

portant un passage (35) pour le gaz, une unité piézo-électrique mobile (44) prévue dans l'espace contenu dans ledit corps (30) de manière à être déplaçable axialement par rapport à ce corps

sous l'effet de la pression d'un gaz circulant dans ledit pas-

sage de gaz (35), un stator <39) qui est apte à produire une

attraction magnétique entre lui-même et ladite unité piézo-

électrique mobile (44), est monté fixe dans le corps cylindri-

que (30) sur le côté de ce dernier correspondant au passage de gaz (35), et possède un trou traversant (43) en communication avec ce passage (35), et un conducteur (67) disposé dans le corps cylindrique (30) sur le côté de ce dernier opposé au stator (39) de telle manière que l'unité piézoélectrique mobile

(44) le frappe lorsque cette unité (44) est déplacée, ce conduc-

teur (67) possédant un passage (72) pour le gaz et étant fixe

en position tout en étant isolé électriquement du corps cylin-

drique (30) au moyen d'un isolant (74), en étant relié électri-

quement à l'une (79) des électrodes de décharge, tandis que l'autre électrode de décharqe (83) est reliée électriquement au corps cylindrique (30) tout en étant distante de la première électrode de décharge (79), l'unité piézo-électrique mobile (44) étant équipée d'un élément piézoélectrique (55) qui est disposé dans l'espace contenu dans ledit corps cylindrique (30), par l'intermédiaire d'un isolant (56), et est maintenu et fixé en position par une borne de réception de pression (61) apte à recevoir la force de pression exercée par le gaz circulant dans le passage de gaz (35) ménagé à l'intérieur du corps cylindrique (30), et par une borne d'impact (58) prévue du côté de la face

de réception d'impact dudit conducteur.

2 ) - Allumeur selcn la revendication 1, caractérisé

en ce qu'un organe élastique (86) est prévu entre l'unité piézo-

électrique mobile (44) et le conducteur (67) à l'intérieur du corps cylindrique (30) ledit organe élastique (86) étant agencé de manière à repousser l'unité piézo-électrique mobile (44) en

direction du stator (39).

3 ) - Allumeur selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'au moins l'un des éléments constitués par le stator (39) et la borne de réception de pression (61) de ladite unité

piézo-électrique mobile (44) est constitué en un matériau ma-

gnétique, tandis que l'autre élément est constitué par un aimant

permanent.

4 ) - Allumeur selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 3, caractérisé en ce qu'un seul élément piézo-élec-

trique (55) est prévu dans l'unité piézo-électrique mobile (44).

) - Allumeur selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'extrémité la plus avancée de la borne d'impact (58) de l'unité piézo-électrique mobile (44) fait saillie par rapport

à la face d'extrémité du corps cylindrique (30).

6 ) - Allumeur selon la-revendication 5, caractérisé en ce que l'unité piézo-électrique mobile (44) comporte des passages pour gaz (54) disposes suivant la direction axiale et

ménagés dans le pourtour extérieur de son corps (45).

7 % - Allumeur selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 3, caractérisé en ce que le trou traversant (43) du stator (39) est constitué sous la forme d'un orifice s'évasant de son côté tourné vers le passage de gaz (35) ménagé dans le

corps cylindrique.

8 ) - Allumeur selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est prévu sur la face de réception d'impact dudit conducteur (67), une partie saillante (71) conçue de telle manière que la borne d'impact (58) de

l'unité piézo-électrique mobile (44) vienne frapper cette par-

tie saillante (71).