FR2758179A1 - Flame monitoring and automatic cut-off for gas cooker or heater - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un dispositif de surveillance de flamme et de sécurité, pour appareil de cuisson ou de chauffage à gaz, tel qu'une table de cuisson à usage domestique. Cette invention se rapporte, de façon générale, aux appareils de cuisson et de chauffage utilisant comme source d'énergie du gaz fourni par un réseau de distribution, par un réservoir ou par une bouteille de gaz, et pourvus d'un ou plusieurs brûleurs. The present invention relates to a flame monitoring and safety device for a cooking or gas heating appliance, such as a hob for domestic use. This invention relates, in general, to cooking and heating appliances using gas supplied by a distribution network, by a tank or by a gas bottle as an energy source and provided with one or more burners.
Le dispositif objet de l'invention autorise l'alimentation en gaz du ou de chaque brûleur, lorsqu'une flamme est détectée sur ce brûleur, et en cas de disparition prolongée de la flamme, il ferme l'alimentation en gaz du brûleur concerné, de manière à éviter l'accumulation de gaz au voisinage de la table de cuisson ou autre appareil, donc le risque d'explosion.The device which is the subject of the invention authorizes the supply of gas to the or each burner, when a flame is detected on this burner, and in the event of prolonged disappearance of the flame, it closes the gas supply to the burner concerned, so as to avoid the accumulation of gas in the vicinity of the hob or other appliance, thus the risk of explosion.
Bien que des dispositifs de surveillance de flamme soient à ce jour déjà connus, il n'existe pas, à ce jour, de dispositifs de surveillance et de sécurité qui satisfassent à l'ensemble des exigences pratiques suivantes
- assurer l'ensemble de la gestion de
l'alimentation en gaz d'un appareil de cuisson
ou de chauffage, notamment d'une table de
cuisson
- assurer en particulier une surveillance de
flamme "intelligente" sur chaque brûleur de
l'appareil, en distinguant notamment une
extinction accidentelle de la flamme, de faible
durée, d'une extinction prolongée nécessitant
des mesures de sécurité immédiates et
efficaces
- posséder un caractère "modulaire", pour pouvoir
être aisément implantés sur des tables de
cuisson au gaz existantes, en complément des
composants habituels (robinets, allumeur,
dispositif de surveillance de flamme...), et
pour pouvoir s'adapter sans difficulté à des
appareils équipés d'un nombre quelconque de
brûleurs.Although flame monitoring devices are already known to date, there are no monitoring and safety devices to date which satisfy all of the following practical requirements
- ensure the overall management of
gas supply to a cooking appliance
or heating, in particular a table
cooking
- in particular to monitor
"intelligent" flame on each burner of
the device, distinguishing in particular a
accidental flame out, low
duration, of a prolonged extinction requiring
immediate security measures and
effective
- have a "modular" character, to be able to
be easily installed on tables
existing gas cooking, in addition to
usual components (taps, igniter,
flame monitor ...), and
to be able to adapt without difficulty to
devices with any number of
burners.
Afin de satisfaire toutes ces exigences, l'invention fournit un dispositif de surveillance et de sécurité pour appareil de cuisson ou de chauffage à gaz, pourvu d'un ou plusieurs brûleurs munis, chacun, d'une électrode d'allumage et d'un détecteur de flamme, le dispositif comprenant essentiellement, en combinaison
- associé à chaque robinet de commande manuelle
d'alimentation en gaz d'un brûleur, un
interrupteur électrique actionné par la
manoeuvre de ce robinet,
- sur le circuit d'alimentation en gaz de chaque
brûleur, une électrovanne, et
- un module électronique à logique programmée
relié fonctionnellement aux électrodes
d'allumage, aux détecteurs de flamme, aux
interrupteurs associés aux robinets, et aux
électrovannes, de telle sorte que
* l'ouverture du robinet d'un brûleur actionne
l'interrupteur associé, qui délivre alors un
signal spécifique de ce brûleur,
* l'apparition de ce signal provoque l'ouverture
de l'électrovanne d'alimentation du brûleur
concerné, et active simultanément les électrodes
d'allumage,
* en l'absence de détection de flamme sur le
brûleur concerné, la fermeture de l'électrovanne
correspondante est commandée,
* la fermeture du robinet provoque, par
l'intermédiaire de l'interrupteur, la
disparition du signal précité et entraîne aussi
la fermeture de l'électrovanne correspondante.In order to satisfy all these requirements, the invention provides a monitoring and safety device for a gas cooking or heating appliance, provided with one or more burners each provided with an ignition electrode and a flame detector, the device comprising essentially, in combination
- associated with each manual control tap
gas supply to a burner, a
electric switch operated by
operation of this tap,
- on the gas supply circuit of each
burner, a solenoid valve, and
- an electronic module with programmed logic
functionally connected to the electrodes
ignition, flame detectors,
switches associated with taps, and
solenoid valves, so that
* opening the burner tap activates
the associated switch, which then delivers a
specific signal of this burner,
* the appearance of this signal causes the opening
of the burner supply solenoid valve
concerned, and simultaneously activates the electrodes
ignition,
* in the absence of flame detection on the
burner concerned, closing the solenoid valve
corresponding is ordered,
* closing the valve causes, by
through the switch, the
disappearance of the aforementioned signal and also causes
closing the corresponding solenoid valve.
De préférence, le module électronique est conçu de telle manière qu'en l'absence de détection de flamme sur un brûleur, alors que le signal spécifique de ce brûleur est présent, les électrodes d'allumage sont réactivées pendant une durée prédéfinie, à l'expiration de laquelle soit la présence d'une flamme sur le brûleur concerné est constatée, soit, en cas de persistance de l'absence de flamme, l'électrovanne correspondante est définitivement fermée. Le dispositif permet ainsi une tentative automatique de rallumage d'un brûleur, en cas d'extinction purement accidentelle du brûleur. Preferably, the electronic module is designed in such a way that in the absence of flame detection on a burner, while the specific signal of this burner is present, the ignition electrodes are reactivated for a predefined period, at 1 expiration of which either the presence of a flame on the burner concerned is noted, or, in the event of persistence of the absence of flame, the corresponding solenoid valve is definitively closed. The device thus allows an automatic attempt to relight a burner, in the event of purely accidental extinction of the burner.
Dans une forme de réalisation particulière de ce dispositif, l'interrupteur électrique associé à chaque robinet est un interrupteur rotatif, installé sur l'axe du robinet sous la manette de manoeuvre de celui-ci, l'interrupteur rotatif étant ouvert lorsque le robinet est fermé, et l'ouverture du robinet provoquant la fermeture de l'interrupteur rotatif associé, cette fermeture provoquant elle-même la mise sous tension d'un circuit spécifique du brûleur concerné, appartenant au module électronique précité. In a particular embodiment of this device, the electrical switch associated with each tap is a rotary switch, installed on the axis of the tap under the maneuver thereof, the rotary switch being open when the tap is closed, and the opening of the valve causing the closure of the associated rotary switch, this closure itself causing the energization of a specific circuit of the burner concerned, belonging to the aforementioned electronic module.
Quant à l'électrovanne, associée à chaque brûleur, celle-ci est avantageusement une électrovanne du type "tout ou rien" normalement fermée en position de repos, c 'est-à-dire lorsqu'elle est hors tension, le module électronique commandant la mise sous tension de cette électrovanne, en vue de son ouverture, lors de l'apparition du signal spécifique du brûleur correspondant. As for the solenoid valve, associated with each burner, this is advantageously an "all or nothing" type solenoid valve normally closed in the rest position, that is to say when it is de-energized, the electronic module controlling the energizing of this solenoid valve, with a view to its opening, when the specific signal of the corresponding burner appears.
Chaque électrovanne peut être connectée directement en sortie du robinet de commande manuelle du brûleur correspondant, l'électrovanne pouvant ainsi être facilement installée sur le circuit d'alimentation existant de ce brûleur, l'installation de ladite électrovanne ne nécessitant qu'un simple raccourcissement des tubulures existantes. Each solenoid valve can be connected directly to the outlet of the manual control valve of the corresponding burner, the solenoid valve can thus be easily installed on the existing supply circuit of this burner, the installation of said solenoid valve requiring only a simple shortening of the existing tubing.
Dans l'ensemble, on réalise ainsi un dispositif de surveillance et de sécurité qui peut être implanté facilement et économiquement, dans tout appaeil et plus particulièrement une table de cuisson à gaz, ce dispositif autorisant l'alimentation en gaz d'un brûleur, au travers d'un robinet manuel et d'une électrovanne, lorsqu'une flamme est détectée sur le brûleur. L'avantage fonctionnel du dispositif est de tolérer l'extinction momentanée de la flamme sur un brûleur, en générant automatiquement des étincelles pendant une durée prédéfinie pour tenter de rallumer le brûleur, mais, si au bout de cette durée la présence de la flamme n'est pas de nouveau détectée, le dispositif ferme l'alimentation en gaz du brûleur, au moyen de l'électrovanne associée, malgré la position ouverte du robinet manuel, ce qui évite l'accumulation de gaz et le risque d'explosion. Overall, a monitoring and security device is thus produced which can be installed easily and economically, in any appliance and more particularly a gas hob, this device allowing gas to be supplied to a burner, at through a manual valve and a solenoid valve, when a flame is detected on the burner. The functional advantage of the device is to tolerate the momentary extinction of the flame on a burner, by automatically generating sparks for a predefined period in an attempt to relight the burner, but, if at the end of this period the presence of the flame n 'is not detected again, the device closes the gas supply to the burner, by means of the associated solenoid valve, despite the open position of the manual valve, which avoids the accumulation of gas and the risk of explosion.
De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple, une forme d'exécution de ce dispositif de surveillance et de sécurité pour appareil de cuisson ou de chauffage à gaz
Figure 1 est une vue d'ensemble, en perspective, d'une table de cuisson équipée du dispositif de surveillance et de sécurité objet de la présente invention
Figure 2 est une vue de détail montrant les composants de ce dispositif pour un brûleur de la table de cuisson.In any case, the invention will be better understood with the aid of the description which follows, with reference to the appended schematic drawing representing, by way of example, an embodiment of this surveillance and security device for gas cooking or heating
Figure 1 is an overall perspective view of a cooktop equipped with the surveillance and security device object of the present invention
Figure 2 is a detail view showing the components of this device for a hob burner.
La figure 1 représente une table de cuisson 1 d'une cuisinière à gaz, comprenant dans l'exemple illustré quatre brûleurs à gaz 2. La table de cuisson 1 comporte une rampe d'alimentation en gaz 3, dont une extrémité est raccordable à un tuyau flexible 4 d'arrivée du gaz, en provenance d'un réseau, d'un réservoir ou d'une bouteille. FIG. 1 represents a cooking table 1 of a gas stove, comprising in the illustrated example four gas burners 2. The cooking table 1 comprises a gas supply rail 3, one end of which is connectable to a flexible gas inlet pipe 4, coming from a network, a tank or a bottle.
Plusieurs tubes d'alimentation 5, partant de la rampe 3, alimentent respectivement les différents brûleurs à gaz 2.Several supply tubes 5, starting from the ramp 3, respectively supply the different gas burners 2.
Au départ de chaque tube d'alimentation 5 est disposé un robinet 6 de commande manuelle d'alimentation en gaz du brûleur 2 correspondant ; chaque robinet 2 est pourvu d'une manette de manoeuvre 7 rotative.At the start of each supply tube 5 is arranged a valve 6 for manual control of the supply of gas to the corresponding burner 2; each tap 2 is provided with a rotary operating handle 7.
A chaque brûleur à gaz 2 sont associés une électrode d'allumage 8 et un détecteur de flamme 9, lequel peut être un thermocouple, une électrode de redressement par ionisation de flamme, ou tout autre organe équivalent, capable de délivrer un signal électrique significatif de la présence ou de l'absence d'une flamme sur le brûleur 2 concerné. Each gas burner 2 is associated with an ignition electrode 8 and a flame detector 9, which can be a thermocouple, a rectification electrode by flame ionization, or any other equivalent member, capable of delivering a significant electrical signal of the presence or absence of a flame on the burner 2 concerned.
D'une manière connue, toutes les électrodes d'allumage 8, associées respectivement aux différents brûleurs 2, sont reliées électriquement à un allumeur électronique 10, commun à l'ensemble des électrodes d'allumage 8. Ce système d'allumage fonctionne ainsi par génération d'étincelles, de façon simultanée, sur chaque brûleur 2. In a known manner, all of the ignition electrodes 8, associated respectively with the different burners 2, are electrically connected to an electronic igniter 10, common to all of the ignition electrodes 8. This ignition system thus operates by generation of sparks simultaneously on each burner 2.
Selon l'invention, une électrovanne 11 est prévue pour chaque brûleur 2, sur le circuit d'alimentation entre le robinet 6 et ce brûleur 2. Chaque électrovanne 11 est du type "tout ou rien" et normalement fermée en position de repos, c'est-à-dire lorsqu'elle se trouve hors tension. According to the invention, a solenoid valve 11 is provided for each burner 2, on the supply circuit between the valve 6 and this burner 2. Each solenoid valve 11 is of the "all or nothing" type and normally closed in the rest position, c that is to say when it is turned off.
Cette électrovanne 11 est avantageusement installée au départ du tube d'alimentation 5, en étant connectée directement en sortie du robinet manuel 6 correspondant, l'électrovanne 11 possédant un connecteur de sortie permettant le raccordement du tube 5.This solenoid valve 11 is advantageously installed at the start of the supply tube 5, by being connected directly to the output of the corresponding manual valve 6, the solenoid valve 11 having an output connector allowing the connection of the tube 5.
Le dispositif comprend encore, associé à chaque robinet manuel 6, un interrupteur électrique 12 actionné par la manoeuvre de la manette 7 de ce robinet 6. Comme le montre plus particulièrement la figure 2, chaque interrupteur 12 est un interrupteur rotatif, installé sur l'axe 13 du robinet 6 associé, sous la manette 7 qui permet de commander manuellement l'ouverture et la fermeture de ce robinet 6 par des manoeuvres rotatives. The device also comprises, associated with each manual tap 6, an electric switch 12 actuated by the operation of the handle 7 of this tap 6. As shown more particularly in FIG. 2, each switch 12 is a rotary switch, installed on the axis 13 of the associated tap 6, under the handle 7 which makes it possible to manually control the opening and closing of this tap 6 by rotary operations.
L'interrupteur rotatif 12 est normalement ouvert, c'est-à dire que ses contacts électriques restent écartés lorsque le robinet manuel 6 est en position fermée.The rotary switch 12 is normally open, that is to say that its electrical contacts remain apart when the manual valve 6 is in the closed position.
Un module électronique 14, se présentant extérieurement comme un boîtier, est relié électriquement aux différents détecteurs de flamme 9, à l'allumeur électronique 10, aux différentes électrovannes 11, et aux différents interrupteurs 12, par des liaisons électriques respectives 15,16,17 et 18, représentées seulement de façon partielle sur la figure 1, pour la clarté du dessin. An electronic module 14, presented externally as a housing, is electrically connected to the various flame detectors 9, to the electronic igniter 10, to the various solenoid valves 11, and to the various switches 12, by respective electrical connections 15,16,17 and 18, shown only partially in Figure 1, for clarity of the drawing.
Le module électronique 14 est constitué de trois parties principales, qui sont une alimentation générale, une partie commande et une partie puissance. The electronic module 14 consists of three main parts, which are a general power supply, a control part and a power part.
L'alimentation générale comprend la transformation de la tension du secteur, et la régulation de tension aux différents niveaux nécessaires aux parties commande et puissance. La partie commmande est constituée d'électronique à logique programmée. La partie puissance permet, en fonction des instructions reçues de la partie commande, la mise sous tension sélective des électrovannes 11 d'alimentation en gaz des différents brûleurs 2, ainsi que celle de l'allumeur électronique 10.The general supply includes the transformation of the mains voltage, and the voltage regulation at the different levels necessary for the control and power parts. The control part consists of electronics with programmed logic. The power part allows, according to the instructions received from the control part, the selective energization of the solenoid valves 11 for supplying gas to the various burners 2, as well as that of the electronic igniter 10.
La rotation de la manette de manoeuvre 7 d'un robinet 6, correspondant à un brûleur 2 donné, entraîne l'ouverture de ce robinet 6, ainsi que la fermeture de l'interrupteur rotatif 12 associé. La fermeture des contacts de cet interrupteur rotatif 12 provoque l'émission d'un signal S, sur la liaison électrique 18 correspondante, et le signal S provoque lui-même la mise sous tension d'un circuit spécifique, appartenant au module électronique 14. La mise sous tension de ce circuit spécifique indique l'application d'une consigne à un brûleur 2 donné. The rotation of the operating handle 7 of a tap 6, corresponding to a given burner 2, causes the opening of this tap 6, as well as the closing of the associated rotary switch 12. The closing of the contacts of this rotary switch 12 causes the emission of a signal S, on the corresponding electrical link 18, and the signal S itself causes the energization of a specific circuit belonging to the electronic module 14. Energizing this specific circuit indicates the application of a setpoint to a given burner 2.
A l'apparition de cette consigne, le module électronique 14 active simultanément la mise sous tension de l'électrovanne 11 d'alimentation du brûleur 2 concerne, ainsi que de l'allumeur électronique 10. La mise sous tension de l'électrovanne 11 provoque son ouverture, autorisant ainsi le passage du gaz par le tube 5 vers le brûleur 2 concerné, puis vers l'atmosphère au travers de ce brûleur 2. La mise sous tension de l'allumeur électronique 10 génère aussitôt des étincelles sur tous les brûleurs 2, par l'intermédiaire des électrodes d'allumage 8 raccordées à l'allumeur 10. Les étincelles provoquent l'allumage du gaz à son arrivée au contact de l'atmosphère, et la création d'une flamme, sur le brûleur 2 alimenté par l'ouverture de l'électrovanne 11. Le détecteur de flamme 9, dont est équipé ce brûleur 2, détecte la présence de la flamme (en cas d'allumage normal) et envoie un signal électrique sur un circuit spécifique du module électronique 14. Dès réception de ce signal de présence de flamme, le module électronique 14 interrompt la mise sous tension de l'allumeur électronique 10. When this setpoint appears, the electronic module 14 simultaneously activates the energization of the solenoid valve 11 supplying the burner 2 relates, as well as the electronic igniter 10. The energization of the solenoid valve 11 causes its opening, thus authorizing the passage of gas through the tube 5 to the burner 2 concerned, then to the atmosphere through this burner 2. The energization of the electronic igniter 10 immediately generates sparks on all the burners 2 , by means of the ignition electrodes 8 connected to the igniter 10. The sparks cause the gas to ignite on its arrival in contact with the atmosphere, and the creation of a flame, on the burner 2 supplied by the opening of the solenoid valve 11. The flame detector 9, with which this burner 2 is equipped, detects the presence of the flame (in the event of normal ignition) and sends an electrical signal to a specific circuit of the electronic module 14. From reception of this flame presence signal, the electronic module 14 interrupts the energization of the electronic igniter 10.
En cas de disparition du signal indicateur de présence de flamme, alors que la consigne reste appliquée à un brûleur 2, le module électronique 14 déclenche une phase de durée prédéfinie relativement courte, durant laquelle l'allumeur électronique 10 est remis sous tension. La remise sous tension de l'allumeur 10 entraîne de nouveau la génération d'étincelles, qui a pour but de rallumer le brûleur 2. Si le signal de présence de flamme n'est pas fourni avant expiration du court délai imparti, le module électronique 14 coupe automatiquement l'alimentation électrique de l'électrovanne 11. Cette dernière étant mise hors tension, l'alimentation en gaz du brûleur 2 est interrompue, ce qui évite une accumulation dangereuse de gaz au voisinage de la table de cuisson 1 et à l'intérieur du local dans lequel est installée cette table de cuisson. Une nouvelle tentative de rallumage du brûleur 2, ainsi considérée comme défectueux par l'automatisme, ne peut être effectuée qu'après une intervention manuelle qui consiste à fermer le robinet manuel 6 avant de le rouvrir. If the flame presence signal disappears, while the setpoint remains applied to a burner 2, the electronic module 14 triggers a phase of relatively short predefined duration, during which the electronic igniter 10 is re-energized. The re-energization of the igniter 10 again generates the generation of sparks, which aims to relight the burner 2. If the flame presence signal is not supplied before expiration of the short time allowed, the electronic module 14 automatically cuts off the electrical supply to the solenoid valve 11. The latter being switched off, the gas supply to the burner 2 is interrupted, which avoids a dangerous accumulation of gas in the vicinity of the hob 1 and at inside the room in which this hob is installed. A new attempt to relight the burner 2, thus considered defective by the automation, can only be made after a manual intervention which consists in closing the manual tap 6 before reopening it.
Si lors de la réouverture le défaut demeure, le brûleur 2 ne s'allumera pas. Le délai de fermeture automatique de l'électrovanne 11 en cas d'impossibilité d'allumage est de quelques secondes, et ne permet toujours pas une accumulation dangereuse de gaz pouvant entraîner une explosion. If during reopening the fault remains, burner 2 will not light. The time for automatic closing of the solenoid valve 11 in the event of ignition being impossible is a few seconds, and still does not allow a dangerous accumulation of gas which can cause an explosion.
En mode de fonctionnement normal, la manoeuvre de fermeture du robinet 6 provoque également la disparition du signal S et de la consigne appliquée au brûleur 2 correspondant. Le module électronique 14 coupe alors l'alimentation électrique de l'électrovanne 11 associée, et il cesse de surveiller la présence de flamme sur le brûleur 2 concerné. En l'absence de consigne pour ce brûleur 2, et malgré l'absence de signal de présence de flamme, il n'y a alors pas de tentative d'allumage automatique par mise sous tension de l'allumeur électronique 10. In normal operating mode, the valve 6 closing operation also causes the signal S and the setpoint applied to the corresponding burner 2 to disappear. The electronic module 14 then cuts off the electrical supply to the associated solenoid valve 11, and it ceases to monitor the presence of flame on the burner 2 concerned. In the absence of a setpoint for this burner 2, and despite the absence of a flame presence signal, there is then no attempt to automatically ignite by energizing the electronic igniter 10.
Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce dispositif de surveillance et de sécurité pour appareil de cuisson ou de chauffage à gaz qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. En particulier, l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention en utilisant tout type de détecteurs de flamme, ou en modifiant les détails de structure des électrovannes, ou encore leur point d'implantation, voire même en remplaçant toutes ces électrovannes par une seule élecrovanne commune, placée en amont des robinets individuels d'alimentation des différents brûleurs. Le dispositif peut encore être complété par tous organes de sécurité ou d'alarme, par exemple en y incorporant un avertisseur sonore et/ou lumineux prévenant de la coupure automatique d'alimentation d'un brûleur, lorsque celle-ci est déclenchée à la suite d'une absence de détection de flamme. Enfin, ce dispositif est applicable à tout appareil à gaz, quel que soit le nombre des brûleurs, et quelle que soit la source de gaz : réseau collectif d'alimentation, réservoir ou bouteille de gaz. It goes without saying that the invention is not limited to the sole embodiment of this monitoring and safety device for a gas cooking or heating appliance which has been described above, by way of example. ; on the contrary, it embraces all of the variant embodiments and applications respecting the same principle. In particular, we would not depart from the scope of the invention by using any type of flame detector, or by modifying the details of the structure of the solenoid valves, or even their location, or even by replacing all these solenoid valves by a single common solenoid valve, placed upstream of the individual supply valves for the different burners. The device can also be supplemented by any security or alarm device, for example by incorporating an audible and / or luminous warning device warning of the automatic cut-off of the supply to a burner, when this is triggered afterwards. absence of flame detection. Finally, this device is applicable to any gas appliance, regardless of the number of burners, and regardless of the source of gas: collective supply network, gas tank or bottle.
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