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,La présente invention concerne un groupe générateur à thermocouple et brûleur pilote, et plus particulièrement un groupe, générateur de ce genre utilisant un brûleur pilote du type sans air primaire.
Dans le passé, les dispositifs de commande thermostatique de sécurité dépendaient entièrement d'un brûleur pilote, qui ne formait pas un bloc avec son thermocouple, auquel il .était simplement réuni par unrgane commun de montage.
Dans ces combinaisons, le brûleur pilote consommait une quantité relativement importante de combustible dans son double rôle consistant à allumer le brûleur principal et à agir sur une petite partie au maximum du thermocouple pour maintenir l'excitation d'un électro-aimant dans le but de maintenir en position d'ouverture une valve d'alimentation en combustible. Ces dispositifs étaient handicapés du fait
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qu'on avait besoin d'urûleur pilote relativera.-,-4,%t grand pour produire une flamme adéquate destinée à chauffer le thermo- couple, qui était disposé sur le trajet d'une petite partie seulement de la flamme.
Ces combinaisons, outre -qu'elles étaient encombrantes et coûteuses, qu'elles consommaient beaucoup de gaz et qu'elles -exigeaient de nombreuses manipulations pour leur installation, produisaient ce que l'on appelait des conditions "de cuisiniè- re chaude" et de"cuisine chaude". Quand les brûleurs princi- paux de la cuisinière n'étaient pas utilisés, la flamme sor- tant du brûleur pilote était si grande qu'on pouvait observer une élévation nette de la température dans la structure de la cuisinière et dans son voisinage immédiat.
Dans ces dernières années, l'apparition des groupe-- à brûleur pilote et à thermocouple résolvait un grand nombre des anciens problèmes, mais ne réduisait les inconvénients que dans une faible mesure. Ces groupes comprenaient un petit thermocouple logé dans le carter du brûleur pilote et n'exi- geaient qu'une petite flamme, qui était suffisante pour chauf- fer la soudure ou jonction chaude du thermocouple. Bien que ces dispositifs marquent un nouveau progrès vers la perfection finale dans l'emploi, des brûleurs pilotes et des dispositifs thermostatiques de sécurité, ils sont encore déficients en ce qui concerne l'élimination des principaux inconvénients constatés présentement dans les dispositifs courants à brûleur pilote et à thermocouple séparés.
Le groupe brûleur pilote-thermocouple de ces dernières années utilise un mélange de gaz et d'air ou mélange primaire, à peu près de la même manière qu'autrefois, et il souffre par conséquent de tous les inconvénients rencontrés avec un tel mélange. pour préparer ce,mélange gaz-air, on utilise pour le gaz un orifice, dont les dimensions doivent être réalisées
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avec des tolérances extrêmement étroites, pour permettre le passage d'une quantité convenable de gaz dans une chambre de mélange.
Comme le débit du gaz à travers cet orifice est très sensible à la seétion de celui-ci, le fait que ce dernier est légèrement obstrué influe immédiatement sur la quantité de gaz pénétrant dans la chambre de mélange et il en résulte une contraction importante de la flamme du brûleur; qui peut alors ne plus être capable d'allumer le brûleur principal.
Il en est peu près de même de l'air primaire, qui s'é- coule dans le canal aboutissant à la chambre de mélange et doit être protégé d'une manière appropriée contre les impure- @ tés car toute obstruction de ce canal se manifesterait im- méduiatement a l'extrémité de la flamme du brûleur pilote.
La réalisation d'un orifice conforme à des tolérances exactes, 'de même que la fabrication d'un filtre d'air, ont augmenté considérablement le prix de revient des dispositifs actuels.
D'autre part, puisque les orifices de ces dispositifs sont sensibles à des conditions variables; on est obligé de les remplacer pour pouvoir utiliser des types différents de gaz domestique avec des pressions et des densités différentes, ce qui augmente le prix de fabrication et d'installation du dispositif.
Un autre inconvénient du dispositif actuel à brûleur pilote et thermocouple est sa consommation relativement élevée de gaz et sa tendance à créer des conditions "de cuisinière chaude" et de "cuisine chaude".
Bien que ces dispositifs utilisent 'une' flamme plus petite que les anciennes combinaisons d'un brûleur pilote et d'un thermocouple, leur brûleur pilote ne peut cependant que réduire la tendance à créer des conditions de "cuisi- nière chaude".
De nombreuses tentatives sans aucun succès ont été faites pour réaliser un brûleur pilote idéal à "cuisinière
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froide", du type utilisé pour commander une valve thermo- magnétique d'alimentation'en gaz. Dans la plupart des solu- tions proposées, on cherchait à diminuer les dimensions du brûleur pilote pour obtenir une petite flamme et à augmenter le voltage de sortie du thermocouple. Cependant, les brû- leurs pilotes actuels, et particulièrement ceux du type dans lequel est logé un thermocouple, sont du type à air primaire et sont soumis à des limitations définies, en ce qui concerne -les dimensions, .,pour réaliser un fonctionnement satisfaisant.
,Il est admis.généralement dans la présente technique que le brûleur pilote du type à air primaire comporte une marge étroite de la quantité de chaleur dégagée, et que pour conser- ver une flamme efficace à la pointe du brûleur il faut main- tenir le minimum de cette marge à une valeur relativement grande, parce qu'une certaine quantité de gaz doit s'écouler dans la chambre de mélange à partir de l'orifice avec une vitesse suffisante pour aspirer l'air atmosphérique et se mélanger correctement avec lui.
Au contraire, le brûleur pilote du type sans air pri- maire possède une marge relativement large de la chaleur dégagée et on peut fermer l'arrivée du gaz brut s'écoulant vers le brûleur jusqu'à une valeur extrêmement faible du débit de sortie tout en maintenant une flamme efficace à l'extrémité du brûleur. Pendant le fonctionnement, le gaz brut s'échappe vers le haut à traversl'intérieur du corps du brûleur et sort à l'air libre par des orifices appropriés de flamme, où le gaz s'aère et brûle à peu près en même temps. Dans ce type debrûleur, il est facile de consommer à la sortie un nombre extrêmement faible de calories à l'heure et de produire cependant une chaleur suffisante pour maintenir en position d'ouverture une valve .thermomagnéti- que et pour allumer un brûleur principal.
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La présente invention a pour objet un groupe brûleur pilote-thermocouple qui supprime les inconvénients des dis- positifs analogues utilisés actuellement. A cet effet, le brûleur pilote conforme à l'invention est du type sans air primaire et se présente.sous-la forme d'un organe tubulaire; qui entoure un thermocouple allongé et comprend à une extré- mité un certain nombre d'orifices annulaires de flamme, près de la soudure chaude du thermocouple.
Un orifice servant de .limiteur de débit est prévu dans la partie du brûleur où est admis le gaz brut. ,puisqu' 'on n'a pas besoin de mélanger de l'air primaire avec le gaz, il suffit que l'orifice soit ca- pable de restreindre légèrement la quantité de gaz entrant dansée brûleur et il n'est pas nécessaire qu'il règle le débit du gaz entre des limites précises. Le brûleur conforme à l'invention est étudié pour maintenir l'excitation d'une valve thermomagnétique, pendant que celle-ci est ouverte, et pour allumer un brûleur principal, avec une consommation relativement faible.
La présente invention a donc pour but de réaliser un allumage convenable du brûleur principal et de chauffer un dispositif thermostatique de commande de sécurité à l'aide d'un brûleur pilote qui ne consomme à tout instant qu'une quantité extrêmement faible de gaz.
. De plus, un nouveau procédé de soudure est utilisé pour former et permettre de chauffer au maximum la jonction chau- de du thermocouple, tout en empêchant la formation de car- bone à cet endroit. A cet effet, on soude par,rapprochement un morceau de fil métallique, constitué par la même matière que l'un des éléments du thermocouple, sur l'extrémité de l'autre élément du thermocouple, de manière qu'une petite partie de ce fil ne soit pas fondue. On soude ensuite l'ex- ,trémité du fil, qui est éloignée de la soudure précédente par rapprochement, sur l'élément du thermocouple constitué
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'par la même matière et on isole ainsi l'autre élément du thermocouple du gaz brut et de la flamme.
L'invention se propose également de réaliser un groupe brûleur pilote-thermocouple compact, qui comprenne des piè- ces ordinaires assemblées d'une maniéré simple, afin de dimi- nuer le prix de la fabrication, de l'installation et du rem- placement des pièces.
L'invention a également pour but d'éliminer les condi- tions de "cuisinière chaude" et "dé 'cuisine chaude" causées .par les groupes brûleurs pilote-thermocouple utilisés actuel- lement.
L'invention vise aussi à ,améliorer les caractéristiques .de fermeture d'un groupe brûleur pilote-thermocouple, à réaliser un fonctionnement silencieux de celui-ci et à imi- nuer la tendance habituelle aux retours de flamme des groupes actuels.
D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre et qui se réfère au dessin annexé. Sur ce dessin :
La fig. 1 est une coupe partielle du dispositif confor- me à l'invention et considéré à un stade de son assemblage; fige 2 est une coupe partielle et à grande échelle 'd'un détail particulier;
La fig. 3 est une coupe d'une combinaison générateur- brûleur pilote conforme à l'invention;
La fig. 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la fig. 3.
Si l'on considère les fig. 1 à 3, on y voit une combi- naison d'un brûleur-pilote et d'un thermocouple ; cette combinaison comprend un corps tubulaire 10 de brûleur pilote, qui comporte une extrémité rabattue vers l'intérieur et munie de plusieura fentes équidistantes 12 constituant des
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orifices de flamme. Dans le cas du dessin, il y a 4 orifices de ce genre. Un thermocouple désigné dans son ensemble par 14 est logé et supporté a l'intérieur du corps 10.
Le thermocouple 14 comprend un élément extérieur 16 d'une forme tubulaire, qui comporte :'Une', partie annulaire et étranglée 18 faisant saillie à l'extérieur du brûleur 10 et réalisant une paroi intérieure et annulaire des orifices 12 de flamme. Un élément intérieur de thermocouple22 se présentant sous a,forme d'une tige est disposé a l'intérieur ,de l'élément.16; son extrémité supérieure s'étend partielle- ment.dans la partie étranglée 18 et se fixe d'une manière que l'on;expliquera plus loin.
Il faut remarquer que le corps de brûleur 10 et les éléments 16 et 22 sont disposés de préfé- ence autour d'un axe commun, avec l'élément extérieur 16 concentri-que au corps de brûleur 10. Puisque l'élément ex- térieur 16'du.thermocouple a un diamètre plus faible que le Corps 10, un canal annulaire 24 est ménagé entre eux et sert à acheminer le courant de combustible brut depuis une source d'alimentation non représentée) jusqu'aux orifices 12 du brûleur.
Comme on le voit sur les fig. 1 et 2, l'extrémité supé- rieure de l'élément intérieur 22 du thermocouple ne s'étend pas tout a fait jusqu'à l'extrémité de la partie étranglée 18 de l'élément extérieur 16 ; cavité 26 subsiste à l'extrémité de la partie étranglée 18 pour recevoir une ma- tière de remplissage que l'on décrira plus loin. Un disque annulaire de retenue 28 est fixé sur l'extrémité de la partie étranglée 18 ; cedisque est écarté des orifices 12, mais sur- plombe ceux-ci et sert à étaler le gaz brut sortant par ces orifices.
Pour compléter la structure du thermocouple, un manchon isolant 30 constitué par une matière appropriée, par exemple du "Fiberglass" est disposé entre l'élément
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extérieur 16 et l'élément intérieur 22 du thermocouple et se termine avant d'atteindre la partie étranglée 18.
Le corps tubulaire ,10, Isolément extérieur 16 et le disque de retenue 28 sont tous constitués de préférence par un acier à 27% de, chrome; quant à l'élément conducteur inté- rieur du thermocouple, il est constitué par l'alliage cons- 'tantan bien connu, qui comprend approximativement 45% de ni- ckel et 55% de cuivre. Il est bien connu dans la présente .technique que le nickel) en présence' d'un gaz combustible con- tenant du soufre, provoque le dépôt d'une quantité indésira- ble de carbone aur le métal par suite du craking du gaz com- bustible.
Les anciens procédés de soudure des éléments in- térieur et.extérieur d'un thermocouple consistaient simplement à faire fondre les extrémités de ces éléments, en utilisant .-par exemple le procédé bien connu de soudure "Heliarc". jusqu'au moment où une jonction solide était obtenue aux ex- trémités. Cependant,'puisque l'élément intérieur du thermo- couple faisait partie de la jonction soudée résultante, du nickel était introduit dans cette jonction.
En conséquence, le gaz combustible qui s'écoulait autour de la jonction sou- dée produisait à cet endroit une formation importante de carbone ,
Pour supprimer ce contact du gaz avec le nickel incor- por à à l'élément intérieur 22, on soude en 33 un morceau de fil 32 en acier au chrome, sur l'extrémité supérieure de l'élément intérieur 22, à l'intérieur de la cavité 26 déjà 'mentionnée (fig.
2). On voit sur cette figure qu'une cer- taine quantité de métal 35 non fondue et exempte de nickel, provenant du fil 32 en acier au chrome, reste dans la cavité
26 et que le disque de retenue 28, la partie étranglée 18 et la-partie supérieure adjacente du fil 32 sont ensuite, soudés ensemble.= ..L'alliage de soudure désigné par le nombre de référence
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34 consiste en acier au chrome fourni par l'élément 16, le disque 28 et la partie adjacente du fil 32 en acier au chrome exempt de nickel.
Ainsi, un corps constitué par l'acier au chrome non fondu 35 reste entre l'élément intérieur 22, conte- nant du nickel, let la soudure.34..De cette'manière, le ther- môcouple 14 comporte une jonction chaude, constituée par la connexion rigide et soudée 33 entre l'extrémité supérieure de l'élément 16 et la partie inférieure du fil 32.
. Comme on le 'voit sur la fig. 3, 'l'extrémité inférieure du corps tubulaire de brûleur 10 est logée dans un alésage 36 formé dans un,support de brûleur 38 ; elle est soudée dans cet alésage ou fixée d'une autre manière sur le support 38 par un moyen approprié quelconque. Pour empêcher le gaz de s'é- chapper entre les pords de l'alésage 36 et la paroi extérieure de l'organe 10, on dispose entre ces deux parties une matière app,ropriée d'étanchéité 37, qui peut être constituée par une matière de soudure si le corps 10 est soudé sur le support 38.
Un canal incliné 40 est forme dans le support 38 et communique avec le canal annulaire 24 pour amener dans celui-ci le gaz combustible brut. Un raccord 42 pris dans la masse du support
38 et s'étendand à partir de celui-ci à peu près parallèle- ment au corps 10 comporte une chambre 44 qui communique avec le canal 40. Un tube 46 d'alimentation en gaz est monté sur ,,le raccord 42 par un moyen approprié quelconque et déb se du :gaz dans la chambre 44 par un petit orifice 48 de limitation , de débit disposé à l'intérieur du raccord 42.
L'extrémité inférieure de l'élément extérieur 16 du thermocouple est logée dans un alésage 50 formé dans la partie ' inférieure du support 38; cette extrémité est soudée dans cet alésage en 52 avec de la soudure d'argent. Un fil conducteur et isolé 54 est connecté axialement en 56, par exemple par soudure d'argent, à l'extrémité inférieure de J'élément inté- rieur 22 du thermocouple pour former la soudure ou jonction
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froide de celui-ci.
Un tube conducteur 58 renferme le fil isolé 54; il est relié à l'extrémité inférieure de l'élément 16 par la même soudure à l'argent 52 qui relie l'élément 16 ,au support 38. -Ori voit que le fil 54 et le tube 58 servent de conducteurs pour transmettre le courant-engendré par le thermocouple 14 à une bobine d'excitation d'une valve ther- omagnétique (non représentée).
Pour expliquer le fonctionnement, on suppose que le dis- positif à thermocouple et brûleur pilote représenté sur la fig. 3 est connecté convenablement, pour être utilisé dans un appareil de chauffage, de manière que le corps 10 du brûleur pilote soit dans.une'position relative appropriée d'allumage par,rapport au brûleur principal (non représenté) de l'appa- reil de chauffage ; on suppose aussi que le gaz est fourni à *et appareil sous le contrôle d'une valve thermostatique (non représentée) de manière à maintenir l'appareil à une tempéra- ture de chauffage 'désirée. Pour faire fonctionner l'appareil, en tourne un robinet de gaz (non représenté) de manière à le faire passer en position d'ouverture.
On permet ainsi à en courant de gaz brut d'arriver aux orifices de flamme 12 (OÙ' le gaz est allumé par un moyen ordinaire quelconque) par L'intermédiaire du tube 46, de la. chambre 44, du canal 40 et du canal 24. L'invention permet de consommer un nombre relativement faible de calories à l'heure.
Les orifices annulaires 12 forment un manchon circulai- se de flamme autour de la partie étranglée 18 du thermocou- ple 14; cette. flamme est maintenue et stabilisée suffisam- ment par le disque 28 pour réduire le risque de son extinc- tion accidentelle. Le disque 28 sert également à étaler le courant de gaz sortant par les orifices 12 et à produire ainsi une turbulence, de tellé sorte que le gaz brûle avec cen flamme bleue malgré l'absence d'air primaire. De plus,
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le disque 28 offre a la flamme une plus grande surface de chauffage, en réalisant ainsi vers la jonction chaude du thermocouple un trajet meilleur conducteur de la chaleur.
D'après la.description précédente, on voit que la présen- te invention combine un brûleur pilote consommant peu de gaz avec un thermocouple sensible et relativement puissant.
Jusqu'à présent, les dispositifs de ce type général utili- saient un mélange d'air primaire et de gaz pour former le com- bustible du brûleur pilote, mais ne réalisaient pas un brû- leur à faible consommation de gaz, parce que le gaz devait aléa couler à grande -vitesse à travers un orifice pour pouvoir , entraîner une quantité d'air suffisante et se mélanger avec celle-ci. La présente invention supprime cette limitation en utilisant un brûleur pilote du type sans air primaire, aur 'peut chauffer d'une manière adéquate un thermocouple incor- poré, même si la consommation de gaz est extrêmement faible et inférieure à celle qu'on peut réaliser avec les brûleurs du type à air primaire ou bunsen.
Une autre caractéristique de la présente invention rési- de dans le nouveau procédé de formation de la jonction chau- de du thermocouple; on empêche dans cette jonction le nickel de l'élément Intérieur, par un moyen quelconque, de venir en contact avec l'atmosphère environnante du brûleur pilote, en utilisant pour cela un isolant constitué par une masse non fondue d'un acier inoxydable au chrome, qui se trouve entre l'élément et l'air environnant. De cette manière, le nickel n'est pas liquéfié, comme cela se produit dans le cas des procédés ordinaires de soudure, et ne peut pas se mélanger avec les autres éléments de la jonction chaude; il n'est donc pas exposé à l'air libre.
On a décrit ci-dessus en détail un mode de réalisation particulier del invention, mais il est bien entendu que
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i'invention±1'est nullement limitée par le,dispositif décrit, et que celui-ci peut recevoir au contraire de nombreuses mo- difications sans sortir.pour cela du domaine de l'invention.
[REVENDICATIONS
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' ###--.#-.#-<#.#####..#####
1 Groupe d'un brûleur pilote et d'un thermocouple, caractérisé par le fait qu'il comprend un premier élément de ,thermocouple, un deuxième élément de thermocouple écarté du 'premier, deux extrémités respectives' de ces éléments étant réunies pour former-une jonction chaude, et un dispositif pour,diriger un courant de gaz brut sur le deuxième élément et le long de l'axe de celui-ci, ce dispositif comprenant un organe perforé disposé près de 'l'extrémité inférieure du pre-
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mier élément pour diriger le courant de gaz brut au voisinage :des extrémités formant la jonction chaude de manière qu'une flamme agisse sur les dites extrémités.
2 Groupe d'un brûleur pilote et d'un thermocouple selon 1, caractérisé par le fait que le premier élément de thermo- couple consiste en une tige métallique et que le deuxième élé- ment de thermocouple est constitué par un élément métallique tubulaire entourant coaxialement la dite tige et ecarte radia- lement de celle-ci.
3 Groupe d'un brûleur pilote et d'un thermocouple se- Ion 1, caractérisé par le fait que le dispositif destiné a diriger le courant de gaz au voisinage de la jonction chaude bomprend un deuxième organe perforé adjacent à la dite jonc- tion et comportant une ouverture d'admission du courant de gaz brut près de l'un des éléments de thermocouple.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.