FR2504648A1 - SAFETY DEVICE FOR GAS HEATING APPARATUS AND APPLICATION THEREOF - Google Patents
SAFETY DEVICE FOR GAS HEATING APPARATUS AND APPLICATION THEREOF Download PDFInfo
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Abstract
CET APPAREIL COMPREND UN ELEMENT 9 SENSIBLE A LA TEMPERATURE, AGISSANT SUR LE CIRCUIT ELECTRIQUE 5 RELIANT LE THERMOCOUPLE ET L'ELECTROVANNE, DE MANIERE A FERMER CELUI-CI EN CONDITIONS NORMALES DE FONCTIONNEMENT, ET A L'OUVRIR QUAND LA TEMPERATURE DU BRULEUR ATTEINT UNE VALEUR MINIMALE PREDETERMINEE. APPLICATION AUX APPAREILS DE CHAUFFAGE PAR CATALYSE.THIS APPLIANCE INCLUDES AN ELEMENT 9 SENSITIVE TO THE TEMPERATURE, ACTING ON THE ELECTRIC CIRCUIT 5 CONNECTING THE THERMOCOUPLE AND THE ELECTROVALVE, SO AS TO CLOSE IT IN NORMAL OPERATING CONDITIONS, AND TO OPEN IT WHEN THE TEMPERATURE OF THE BURNER IS AT PREDETERMINED MINIMUM VALUE. APPLICATION TO CATALYTIC HEATING APPLIANCES.
Description
La présente invention a pour objet un dispositif deThe subject of the present invention is a device for
sécurité pour appareil de chauffage au gaz. safety for gas heater.
Les appareils de chauffage au gaz et notamment ceux à catalyse sont le plus souvent équipés de deux systèmes de sécurité débrayables en phase de démarrage dont l'un interdit l'alimentation en gaz du brûleur lorsque ce dernier n'est pas à une température suffisante et dont l'autre coupe l'alimentation en gaz du brûleur lorsque le taux d'oxygène The gas heaters and in particular the catalytic heaters are most often equipped with two start-up disengageable safety systems, one of which prevents the burner gas supply when the latter is not at a sufficient temperature and the other of which cuts the gas supply of the burner when the oxygen level
ambiant atteint une valeur minimale prédéterminée. ambient reaches a predetermined minimum value.
La première sécurité, appelée "sécurité thermostatique" The first security, called "thermostatic security"
peut être réalisée sous différentes formes. can be realized in different forms.
Selon une première possibilité, la sécurité thermos- According to a first possibility, the thermal safety
tatique peut être réalisée par un thermostat à dilatation linéaire composé essentiellement de deux tiges à coefficients can be performed by a linear expansion thermostat consisting essentially of two rods with
de dilatation très différents qui agissent sur une soupape. of very different dilation that act on a valve.
Si cet agencement donne des résultats satisfaisants, If this arrangement gives satisfactory results,
il n'est cependant pas sans présenter d'inconvénients. however, it is not without disadvantages.
En effet, un thermostat à dilatation linéaire présente l'inconvénient d'être encombrant, de réglage délicat et complique singulièrement le circuit de gaz Sa fiabilité est également parfois mise en cause car, compte tenu des températures d'emploi et des chocs thermiques provoqués par l'allumage et l'extinction du brûleur, il se produit des réarrangements cristallins modifiant sensiblement les coefficients de dilatation des composants et par suite le Indeed, a linear expansion thermostat has the disadvantage of being bulky, delicate adjustment and singularly complicates the gas circuit Its reliability is also sometimes questioned because, given the temperatures of use and thermal shocks caused by the ignition and extinguishing of the burner, there are crystalline rearrangements substantially modifying the coefficients of expansion of the components and consequently the
réglage d'origine.original setting.
Selon une autre possibilité, la sécurité thermostatique est remplie par un thermocouple placé à proximité du brûleur, développant une force électromotrice qui maintient, lorsqu'elle est suffisante, une vanne électromagnétique According to another possibility, the thermostatic safety is filled by a thermocouple placed near the burner, developing an electromotive force which maintains, when it is sufficient, an electromagnetic valve
en position ouverte.in open position.
Le système à couple thermoélectrique est intéressant en ce qui concerne sa fiabilité Cependant, lorsque l'appareil à contrôler est de type à combustion catalytique, la mesure obtenue par le thermocouple peut ne pas être The thermoelectric torque system is interesting in terms of its reliability However, when the device to be controlled is of the catalytic combustion type, the measurement obtained by the thermocouple may not be
représentative des conditions de fonctionnement du brûleur. representative of the operating conditions of the burner.
En effet si, à la suite d'un phénomène quelconque, un Indeed, if, as a result of any phenomenon, a
point chaud subsiste dans la seule zone proche du thermo- hot spot subsists in the only zone close to
couple, alors que le reste de la surface est à une tempéra- couple, while the rest of the surface is at a temperature
ture insuffisante, le thermocouple ne réagira pas à ce défaut de fonctionnement, et l'alimentation en gaz de l'appareil subsistera, bien que la majeure partie de la masse catalytique soit à une température sensiblement inférieure à la température d'amorçage de la réaction, et sans que celle-ci puisse se propager à partir du point chaud pour diverses raisons telles que l'empoisonnement ou the thermocouple will not react to this malfunction, and the gas supply of the apparatus will remain, although most of the catalytic mass is at a temperature substantially lower than the reaction initiation temperature. , and without it spreading from the hotspot for various reasons such as poisoning or
l'encrassement partiel du catalyseur. partial fouling of the catalyst.
Il faut également noter que, si l'inertie d'un thermo- It should also be noted that, if the inertia of a thermo-
couple est faible lorsqu'il est au contact d'une flamme, elle est beaucoup plus importante lorsqu'il est à proximité d'un panneau catalytique En outre, un contact entre le thermocouple et le panneau gêne la réaction au niveau de torque is low when in contact with a flame, it is much greater when it is close to a catalytic panel In addition, a contact between the thermocouple and the panel hinders the reaction at the level of
celui-ci, et augmente l'inertie du thermocouple. this one, and increases the inertia of the thermocouple.
Il existe d'autres sécurités thermostatiques comme There are other thermostatic safeties as
celles exploitant la dilatation d'un liquide ou d'un gaz. those exploiting the dilatation of a liquid or a gas.
Ces systèmes sont cependant de moins en moins utilisés dans les appareils à catalyse, d'une part, en raison de leur prix élevé et, d'autre part, en raison de leur inertie thermique peu compatible avec le temps nécessaire à l'allumage d'un brûleur à catalyse, Cette inertie prolonge également de façon sensible le temps de réponse à la mise en sécurités Le contrôle d'atmosphère est souvent réalisé par une flamme métastable agissant sur un thermocouple développant une force électromotrice maintenant en position ouverte, en conditions normales de fonctionnement, une électrovanne However, these systems are less and less used in catalytic devices, on the one hand, because of their high price and on the other hand, because of their thermal inertia incompatible with the time required for ignition of This inertia also appreciably prolongs the response time to safety. Atmosphere control is often performed by a metastable flame acting on a thermocouple developing an electromotive force that remains in the open position under normal conditions. operating, a solenoid valve
placée sur le circuit d'alimentation en gaz du brûleur. placed on the burner gas supply circuit.
Lorsque l'appareil de chauffage comprend une double sécurité, il faut doubler les composants thermocouple et électrovanne. When the heater has double safety, the thermocouple and solenoid components must be doubled.
La présente invention vise à remédier à ces inconvé- The present invention aims to remedy these drawbacks.
nients en fournissant un dispositif comportant une double sécurité du type dans lequel le contrôle d'atmosphère est effectué par un thermocouple soumis à l'action d'une by providing a device with a double safety of the type in which the atmosphere control is carried out by a thermocouple subjected to the action of a
flamme métastable et agissant sur une vanne électro- metastable flame and acting on an electronic valve
magnétique. Selon l'invention, ce dispositif comprend un élément magnetic. According to the invention, this device comprises an element
sensible à la température, agissant sur le circuit électri- temperature-sensitive, acting on the electrical circuit
que reliant le thermocouple et l'électrovanne, de manière à fermer celuici en conditions normales de fonctionnement, et à l'ouvrir quand la température du br leur atteint une connecting the thermocouple and the solenoid valve, so as to close it in normal operating conditions, and to open it when the temperature of the br
valeur minimale prédéterminée.predetermined minimum value.
Si, pour une raison quelconque, le pourcentage d'oxygène atteint une valeur minimale prédéterminée, la flamme de la veilleuse s'éteint ou se déplace provoquant un refroidissement brutal du thermocouple qui n'alimente plus l'électrovanne, provoquant la coupure d'alimentation en gaz If, for any reason, the percentage of oxygen reaches a predetermined minimum value, the pilot flame extinguishes or shifts causing the thermocouple to cool down, which no longer supplies the solenoid valve, resulting in a power failure. in gas
du brûleur.burner.
Si, pour une raison quelconque, la température du brûleur s'abaisse anormalement ou si le brûleur s'éteint bien que la veilleuse demeure allumée, l'élément sensible à la température ouvre le circuit électrique d'alimentation de ltilectrovanne provoquant la fermeture de celle-ci et If, for any reason, the burner temperature drops abnormally or if the burner goes out even though the pilot light remains on, the temperature sensitive element opens the electrical supply circuit of the solenoid valve causing it to close. and
par suite la coupure de l'alimentation en gaz du brûleur. as a result the shutdown of the gas supply of the burner.
Le dispositif selon l'invention assure donc une double sécurité à l'aide d'un seul thermocouple et d'une seule The device according to the invention therefore provides double security with the aid of a single thermocouple and a single
électrovanne dans d'excellentes conditions de fiabilité. solenoid valve in excellent conditions of reliability.
Selon une première possibilité, l'élément sensible à la température est constitué par un élément bimétallique actionnant un microcontact monté sur le circuit électrique According to a first possibility, the temperature sensitive element is constituted by a bimetallic element actuating a microswitch mounted on the electrical circuit
contenant le thermocouple et l'électrovanne Le micro- containing the thermocouple and the solenoid valve
contact peut être indépendant de l'élément bimétallique ou contact may be independent of the bimetallic element or
intégré à celui-ci.integrated into it.
L'élément bimétallique est avantageusement de forme plane de faible épaisseur et de géométrie simple, ce qui simplifie considérablement sa mise en oeuvre et lui confère dans le temps une stabilité certaine assurant la fiabilité du dispositif L'élément bimétallique peut avoir une surface The bimetallic element is advantageously of planar shape of small thickness and of simple geometry, which considerably simplifies its implementation and confers on it over time a certain stability ensuring the reliability of the device. The bimetallic element can have a surface
fonction de la puissance surfacique du brûleur (c'est-à- function of the burner surface power (ie
dire de la puissance par unité de surface du brûleur), de manière à capter le maximum d'énergie calorifique sous forme say power per unit area of the burner), so as to capture the maximum heat energy in the form
de rayonnement.of radiation.
Après étalonnage du système, il suffit que le rayonnement cesse ou soit réduit à une valeur limite correspondant au bon fonctionnement du brûleur pour que la mise en sécurité After calibration of the system, it is sufficient that the radiation ceases or is reduced to a limit value corresponding to the proper functioning of the burner so that the safety
de ce dernier intervienne rapidement. the latter intervene quickly.
Ltintérêt de cet agencement est d'assurer un contr 8 le général du brûleur et non pas un contr 8 le ponctuel, comme tel est le cas avec un thermocouple, et avec une très The interest of this arrangement is to provide general burner control and not spot control, as is the case with a thermocouple, and with a very high degree of accuracy.
faible inertie du système.low inertia of the system.
Selon une autre possibilité, l'élément sensible à la température est constitué par une thermistance qui, insérée dans le circuit électrique contenant le thermocouple et l'électrovanne, possède une résistance interne faible permettant un passage de courant suffisant pour autoriser l'alimentation en courant de l'électrovanne quand le brûleur est en température, et une résistance interne suffisamment élevée pour limiter le passage de ce courant jusqu'Aà fermeture de l'électrovanne quand la température According to another possibility, the temperature-sensitive element is constituted by a thermistor which, inserted in the electrical circuit containing the thermocouple and the solenoid valve, has a low internal resistance allowing a passage of current sufficient to allow the current supply. the solenoid valve when the burner is in temperature, and an internal resistance sufficiently high to limit the passage of this current until closing of the solenoid valve when the temperature
du brûleur atteint une valeur minimale prédéterminée. burner reaches a predetermined minimum value.
Avantageusement, la thermistance est réalisée en un Advantageously, the thermistor is made in one
circuit dit "couche épaisse".circuit called "thick layer".
Cette caractéristique confère au dispositif une très faible inertie Comme dans le cas d'un élément bimétallique, la position et la surface de la thermistance peuvent être This characteristic gives the device a very low inertia As in the case of a bimetallic element, the position and the surface of the thermistor can be
fonction de la puissance surfacique du brûleur. function of the pfd of the burner.
De toute façon, 'iinvention sera bien comprise a In any case, the invention will be well understood
l'aide de la description qui suit en référence au dessin using the following description with reference to the drawing
schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, deux formes d'exécution de ce dispositif: Figure t est une vue d'une première forme d'exécution de ce dispositif comportant un élément bimétallique; Figures 2 et 3 sont deux vues en perspective de l'élément bimétallique, respectivement en position de repos et en conditions normales de fonctionnement; Figure 4 est une vue d'une seconde forme d'exécution de ce dispositif comportant un élément thermosensible différent. Le brûleur de l'appareil de chauffage au gaz équipé du dispositif selon l'invention est désigné par la référence g 6 N 6 rale 2 Sur la tubulure 3 d'alimentation en gaz du brûleur est placée une électrovanne 4 alimentée en courant par un circuit 5 sur lequel est monté un thermocouple 6 réagissant à la flamme métastable d'une veilleuse 7 de schematic annexed representing, by way of non-limiting examples, two embodiments of this device: Figure t is a view of a first embodiment of this device comprising a bimetallic element; Figures 2 and 3 are two perspective views of the bimetallic element, respectively in the rest position and in normal operating conditions; Figure 4 is a view of a second embodiment of this device having a different thermosensitive element. The burner of the gas heater equipped with the device according to the invention is designated by the reference g 6 N 6 Rale 2 On the gas supply pipe 3 of the burner is placed a solenoid valve 4 supplied with current by a circuit 5 on which is mounted a thermocouple 6 reacting to the metastable flame of a nightlight 7 of
contrêle d'atmosphère.control of atmosphere.
Sur le circuit électrique 5 est mont 6 un microcontact 8 susceptible d'être ouvert par action d'un élément On the electrical circuit 5 is mounted 6 a microswitch 8 may be opened by action of an element
bim 6 tallique 9 mont 6 dans un cadre 10 à proximit 6 du brûleur. bim 6 tallique 9 mont 6 in a frame 10 near 6 burner.
Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant: Le br leur et la veilleuse m 6 tastable étant 6 teints, l'élément bim 6 tallique 9 est en contrainte, comme montré à la figure 3, de telle sorte que le circuit électrique 5 du thermocouple est ouvert, l'6 électrovanne 4 n'6 tant pas The operation of this device is as follows: The brick and the night light m 6 tastable being 6 dyed, the bim 6 metal element 9 is in tension, as shown in Figure 3, so that the electrical circuit 5 of the thermocouple is open, the 6 solenoid valve 4 is not so 6
aliment 6 e en courant et fermant la tubulure 3 d'alimenta- feed 6 e running and closing the tubing 3 of food
tion du brûleur.burner.
Pour r 6 aliser l'allumage du br leur, il suffit d'agir m 6 caniquement sur l'électrovanne 4 pour alimenter le brûleur et la veilleuse 7 en gaz La veilleuse étant To reset the ignition of the burn, it is sufficient to act m 6 canically on the solenoid valve 4 to supply the burner and the nightlight 7 gas The night light being
allum 6 e, par un proc 6 d 6 quelconque, enflamme le brûleur 2. light 6 e, by any procedure 6 d 6 ignites the burner 2.
Après un temps de l'ordre de 30 secondes, l'e 6 lment bim 6 tallique 9 se d 6 forme sous l'action de la chaleur du br leur et libère le levier de commande du microcontact 8, assurant la fermeture de celui-ci, comme montré à la figure 2 La force électromotrice d 6 velopp 6 e par le thermocouple est suffisante pour maintenir l'électrovanne After a time of the order of 30 seconds, the metal element 6 is shaped by the action of the heat of the solder and releases the control lever of the microswitch 8, ensuring the closure of the latter. ci, as shown in Figure 2 The electromotive force 6 developed by the thermocouple is sufficient to maintain the solenoid valve
4 en position ouverte.4 in open position.
Dans la forme d'ex 6 cution représent 6 e à la figure 4, l'élément thermosensible est constitué par une thermistance 12, constituée par un circuit de type "couche 6 paisse", In the embodiment shown in FIG. 4, the thermosensitive element consists of a thermistor 12, constituted by a "thick layer 6" type circuit.
insérée dans le circuit électrique 5. inserted into the electrical circuit 5.
Lorsque le brûleur est à une temp 6 rature inf 6 rieure à une température pr 6 d 6 éterminée, la r 6 sistance de la thermistance est suffisamment importante pour limiter le passage du courant fourni par le thermocouple, ce qui se traduit par un d 6 faut d'alimentation de l'électrovanne 4 When the burner is at a temperature lower than a predetermined temperature, the resistance of the thermistor is large enough to limit the passage of the current supplied by the thermocouple, which results in a high temperature. need to supply the solenoid valve 4
et par la fermeture de celle-ci.and by closing it.
En conditions normales de fonctionnement du br leur, la résistance de la thermistance 12 est suffisamment faible pour ne pas s'opposer au passage du courant d'alimentation Under normal conditions of operation of the brick, the resistance of the thermistor 12 is low enough not to oppose the passage of the supply current
de l'électrovanne 4.of the solenoid valve 4.
Comme il ressort de ce qui précède, l'invention apporte une grande amélioration A la technique existante en fournissant un dispositif susceptible d'assurer une double sécurité, de manière extrêmement fiable avec une inertie nettement plus faible que celle des systèmes As is apparent from the foregoing, the invention provides a great improvement to the existing technique by providing a device capable of providing double security, extremely reliably with much lower inertia than systems
existants et en mettant en oeuvre un nombre limité d'orga- existing and implementing a limited number of
nes. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de ce dispositif, décrites ci-dessus A titre d'exemples; elle en embrasse, au nes. It goes without saying that the invention is not limited to the embodiments of this device, described above as examples; she embraces it, at
contraire, toutes les variantes de réalisation. contrary, all the variants.
C'est ainsi notamment que l'élément bimétallique pourrait avoir une forme d'accordéon, ou être plié ou formé différemment, pour capter le maximum d'énergie rayonnée et b 6 néficier d'une inertie thermique la plus faible possible, sans que l'on sorte pour autant du cadre Thus, in particular, the bimetallic element could have an accordion shape, or be folded or differently shaped, to capture the maximum radiated energy and to benefit from the lowest thermal inertia possible, without the 'so we leave the framework
de l'invention.of the invention.
Claims (4)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8108816A FR2504648A1 (en) | 1981-04-24 | 1981-04-24 | SAFETY DEVICE FOR GAS HEATING APPARATUS AND APPLICATION THEREOF |
GB8211716A GB2100413B (en) | 1981-04-24 | 1982-04-22 | Safety device for gas heating appliances |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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FR2504648A1 true FR2504648A1 (en) | 1982-10-29 |
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ID=9258032
Family Applications (1)
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Country Status (2)
Country | Link |
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GB (1) | GB2100413B (en) |
Cited By (1)
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