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La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif de sécurité pour brûleurs.
Tous les procédés de sécurité connus pour brûleurs, ont pour idée maîtresse de prévoir dans la canalisation ou le conduit d'arrivée de combustible un obturateur constam- ment sollicité à, se fermer pa.r un organe tel qu'un ressort ainsi que des moyens d'encliquetage ou de verrouillage commandés par un thermostat installé dans la zone de chauf- fage du brûleur et qui, lorsqu'il atteint une température suffisamment élevée empêche l'obturateur de se fermer. Dans ces conditions, la mise en service du brûleur exige que l'obturateur soit maintenu ouvert, par exemple en pressant sur un bouton, qui empêche la fermeture du ressort, jusqu'à
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ce que le thermostat suffisamment échauffe par le brûleur qui entre temps a été allumé, puisse supprimer l'action de fermeture du ressort.
Dans d'autres dispositifs de sécurité connus, le thermostat doit être préalablement chauf fé par une source de chaleur auxiliaire avant que l'obtura- teur puisse être ouvert et que l'allumage du brûleur soit possible. Ainsi, la mise en service du brûleur exige dans les deux cas une action manuelle volontaire agissant sur . le système de sécurité pendant le temps nécessaire pour por- ter le thermostat à la température voulue, temps qui est pratiquement compris entre'5 à 10 secondes environ.
La présente invention se propose de supprimer le délai d'attente.qu'exigent tous les dispositifs de sécurité connus. Le procédé de sécurité' pour brûleur selon la présen- te invention est caractérisé en ce qu'on ouvre un obturateur inséré dans la canalisation d'arrivée, de combustible et qu'on le maintient en position d'ouverture, à rencontre de l'ac tion de moyens de fermeture permenents à l'aide de moyens automatiques à action temporaire pendant le temps nécessaire pour qu'un palpeur thermique chauffé par le brûleur allumé'soit assez chaud pour continuer à maintenir 1'obturateur ouvert, ledit obturateur revenant à sa position de fermeture en oas' ,
- de refroidissement du palpeur-thermique par 'extinction.' . du brûleur. Le dispositif conforme à l'invention pour la mise en oouvre de ce procédé est caractérisé par la présence de moyens permettant de supprimer automatiquement et temporai rement l'action de forme ture d'un obturateur, indépendememnt de l'état d'échauffement du palpeur thermique. De ce fait, l'obturateur peut être immédiatement ouvert et le combustible peut arriver au brûleur et être allumé, ce dernier continuant à brûler sans autre intervention, jusqu'au moment où. le-palpeur.
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-thermique est assez chaud pour assurer lui-même une ouverture permanente del'obturateur. Si après l'ouverture de l'obtu- rateur, le brûleur n'a pas été correctement allumé, et si de ce fait le palpeur thermique n'a pas été chauffé ou pas chauffé suffisamment, les'moyens de ferme-cure interviennent automatiquement après quelques instants, par exemple, après 10 à 15 secondes, et ferment l'arrivée de combustible.Si le brûleur vient à s'éteindre ensuite, c'est-à-dire quelques minutes après,l'arrivée de combustible s'interrompt également dès que le palpeur thermique s'est suffisamment refroidi et que les moyens supprimant temporairement l'action des moyens de fermeture deviennent inopérants.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien com- prendre comment l'invention peut être réalisée, les particu- rités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant, bien entendu,partie de ladite invention.
La figure 1 représente un brûleur à thermostat de sécurité.
La figure 2 représente un brûleur muni d'un dispo- sitif de sécurité mixte thermo-électrique et pneumatique .
La figure 3 représente un brûleur pourvu d'un autre dispositif de sécurité thermo-électrique
La figure 4 est une vue à grande échelle d'un dé- tail de la figure 1 et les figures 5 et 6 représentent une variante de réalisation du dispositif de sécurité.
Dans le.mode de réalisation représenté schématique- ment sur la figure 1, le brûleur 1 est pourvu d'un conduit de mélange 2. Une buse 3 injecte un combustible, gazeux, par exemple, dans le conduit de mélange 2. La buse 3 fait partie
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d'une enveloppe 4 dans laquelle est monté un pointeau de ré- glage 5 se déplaçant verticalement qui règle le débit de la buse 3. Le pointeau de réglage 5 peut être actionné à par- .tir d'un organe de manoeuvre 7 solidaire d'une vis 6, par l'intermédiaire d'un ressort 8, d'une bille 8' et d'un levier
9 : en tournant l'organe de manouvre 7 dans un certain sens le pointeau 5 s'abaisse, on le tournant on sons opposé le pointeau s'élève.
L'extrémité inférieure de la tige du poin- te au 5, qui traverse un trou Il percé dans le noyau en fer à cheval 12 d'un électro-aimant, porte un disque 10. Sous la ¯ noyau 12 'est logé un clapet 13 qui, dans la position représen- tée s'applique contre le siège 14 d'un raccord d'arrivée do gaz qu'il ferme au moyen d'un joint non représenté. L'une des extrémités d'un rossort 15 agit sur le dessus du noy au 12, tandis que l'autre extrémité du ressort prend appui contre une bride 16 de l'enveloppe du réglae teur Un second ressort
17, plus puissant que le ressort 15, agit entre le clapet 13 et l'enveloppe 4- du régulateur ct sollicite le clapet 13 vers le haut.
Entre le clapet 13 et le disque.10 est également interposé un rossort 18 plus fort que les ressorts 15 et 17.
Le noyau 12 est pourvu d'un enroulement 19 relié à un élément thermo-électrique 20, lequel est placé dans la zone de chauf- fage du brûleur 1 et est porté à une température relativement élevée lorsque ce dernier est allumé. Deux contacts élastiques
21 ot 22 traversent également l'ouverture 11 du noyau 12 et peuvent coopérer, de la manière décrite plus loin, avec le disque 10, fait en matière bonne conductrice de l'électricité.
Les contacts 21 et 22 sont tous deux raccordés au circuit d'un accumulateur électrique 23, circuit qui est en parallèle avec l'élément thermo-électrique 20 et l'enroulement 19.
La figure 4 représente un exemple do réalisation dans lequel les contacts électriques 21 ot 22 se présentent sous
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la forme de tiges coulissant axialement dans des douilles mé- talliques 16". Ces douilles sont emmanchées ou enrobées dans un collet, isolant 161rive sur la bride 16. Los douilles 16" portent dos bornes do connexion pour le raccordement dos conducteurs électriques. Les contacts sont pourvus chacun d'un collet supérieur 21' ou 22 qui détermine la position inférieure des contacts. Entre les douilles 16" et chaque collet inférieur 21" et 22" est interpose un ressort de compression F qui pousse constamment les contacts vers le bas, contre le disque conducteur 10.
Le dispositif qui vient d'être décrit fonctionne comme suit :
Lorsque les pièces occupent la position représentée, le clapet 13 empêche le combustible d'arriver au brûleur . L'or- gane de manoeuvre 7 est en position de formeturc, le pointeau de réglage 5 et son disque 10 occupent leur position inférieure pour laquelle la buse 3 est complètement ouverte.le disque 10 s'est écarté, vers le bas, des contacts 21 ot 22, do sorte que le circuit électrique de l'accumulateur 23 est interrompu.
L'accumulateur étant charge, si l'on tourne l'organe do manoeu- vre 7 dans le sons de l'ouverture, la vis 6 ot la bille 8' se déplacent vers la droito (fig.l) et le pointeau 5 avec son disque 10 s'èlévent sous l'action du ressort 18. Dans cette ascension, le disque 10 rencontre les contacts 21 et 22, co qui ferme le circuit qui partant de l'accumulateur 23, passe par le contact 22, le disque 10, le contact 21 ct l'enroulement 19, pour revenir à l'accumulateur 23.
Ceci a pour effet d'aiman ter le noyau magnétique 12, qui est avantageusement on matière magnétique à haute perméabilité sans rémanence, do sorte qu'elle attire énergiquement le clapet 13 fait lui-même en une matière similaire. Immédiatement après, le disque 10 vient s'appliquer contre le 'noyau 12, do sorte que la pression du ressort 18
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.s'exerce sur ce dernier) par l'intermédiaire du disque 10, cette force étant néanmoins insuffisante pour séparer le noyau 12 du clapet 13 contre lequel il repose.
Le disque 10, le noyau 12 le clapet 13 et le ressort 18 forment ainsi un système forme sans action extérieure qui, on poursuivant la rotation do la vis 6 vers la droito, selon la figure 1, est soulevé comme un tout par le ressort 17. Ceci a pour effet de lover le 'clapet 13 de son siège 14 ot de permettre au gaz d'entrer dans l'enveloppe 4 et de gagner le conduit de mélan- ge 2 à travers la buse 3 encore ouverte. Lo gaz qui s'échappe du brûleur pout alors être immédiatement allume,l'organe do réglage se trouve dans une position de réglage choisie quelconque, tandis que la flamme du brûleur échauffe assez rapidement l'élément therme-électrique 20.
Pendant cette pé- l'iode de chauffage, 1'accumulateur 23 se décharge lentement, sa capacité est calculée pour qu'il puisse exciter l'électro aimant pondant 10 à 15 secondes,temps suffisant pour empêcher la séparation entre le clapet 13 et le noyau 12 sous 1' action du ressort 18.
Lorsque l'élément thermo=électrique 20 s'est échauffe normalement, il produit un courant suffisant pour entretenir l'attraction entre le noyau 12 et le clapet 13, alors que l'accumulateur 23 est déchargé. Lorsque le fonction- nement so prolonge, l'accumulateur 23 qui a été décharge au début et -qui est branché en parallèle sur l'élément thermo- électrique 20 et l'enroulement 19, est continuellement on charge, de sorte qu'il récupère assez rapidement son état do charge initial.
En cas d'extinction du brûleur pour une raison quelconque, débordement par exemple d'un liquide en train de bouillir, l'élément thermo-électrique 20 so refroidit, et le courant qu'il produit devient insuffisant pour entretenir l'attraction entre le noyau 12 et le clapet 13.
L'accumulateur
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23 se décharge alors do la manière décrite dans l'enroule- mont 19 et en partie aussi dans l'élément thermo-électrique 20, on entretenant pondant un certain temps encore, 10 secondes par exemple, l'attraction entre le noyau 12 et le clapet 13 Lorsque l'accumulateur 23 est déchargé la forcc d'attraction entre le noyau 12 et le clapet 13.diminue, à un certain moment la force du ressort 18 devient prédominante et applique le clapot 13 contre son siège 14, co qui inter- roinpt l'arrivée de gaz au brûleur 1.
Pour remettre le brûleur en service, il faut ramener l'organe de manoeuvre 7 dans sa position do fermeture, soit celle où le pointeau 5, son dis- que 10 et le noyau 12 qui y est suspendu viennent réoccuper la position représentée. Mais:
comme l'accumulateur 23 a été décharge il ne peut aimanter le noyau 12 de 1'électro-aimant et la remise en service ne peut s'effectuer de la manière décrite ci--dessus. L'ouverture de l'organe de manoeuvre 7 n'aurait d'autre effet que de soulever le noyau 12, sans en- traîner le cla pet 13, de sorte que le gaz n'arriveait pas au brûleur 1, Il est alors indispensable, lorsque los pièces du régulateur occupent los positions représentées;
, de chauffer l'élément thermo-électrique 20 au moyen d'une source de cha leur indépendante, afin do produire une excitation suffis ante de 1'électro-aimant pour que le noyau 12 se soulève comme in- diqué en même temps que le clapet 13. Par la suite la flamme du brûleur assure réchauffement de l'élément thermo-électrique et par suite l'excitation voulue de l'électro-aimant. En môme temps, l'élément thermo=électrique 20 recharge l'accumulateur 23.
En éteignant le brûleur normalement, c'est-à-dire en actionnant l'organe 7 de manière qu'il revienne à sa posi- tion de fermeture, le pointeau 5 avec son disque 10, le noyau 12, le clapet 13 et le ressort 18 se déplacent en bloc vers le
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bas,- et viennent occuper la position représentée dans laquelle le clapet 13 interrompt 1'écoulement du gaz vers le brûleur.
Simultanément, le circuit électrique aboutissant à l'accumu- lateur 23 se trouve interrompu aux contacts 21 et 22, de sorte que l'accumulateur cesse de se décharger. Dans ces conditions, il est possible de remettre le brûleur en service sans chauf- fage préalable de l'élément thermo-électrique par une source de chaleur séparée.
Sur la figure 2 l'extrémité inférieure du pointeau de réglage 5 est reliée à une enveloppe en forme de cloche 24 dont l'ouverture dirigée vers le bas est fermée hermétiquement par une membrane élastique 25 étanche, en caoutchouc par exem- ple. Au point d'insertion du pointeau 5 dans la paroi supé- rieure de 1'enveloppe 24 est fixée la coquille 26 d'une capsu- le pneumatique dont la membrane 27 est reliée à une tige 28 dont l'extrémité inférieure porte le clapet 13. La membrane 27 de la capsule pneumatique est munie, par exemple d'une pe- tite ouverture 33 par laquelle la pression intérieure peut s'échapper lentement et constamment pour s'équilibrer avec la pression extérieure.
La tige 28 traverse une ouverture 11 du noyau de 1'électro-aimant qui coopère avec le clapet de la môme manière quo dans l'exemple de la figure 1. Au clapet 13 est fixée une cuvette 29 contre laquelle prend appui l'une des extrémités'du ressort 18, son autre extrémité s'appliquant contre la paroi supérieure do l'enveloppe 24. Le hoyau 12 porte également une cuvette 30 qui sert d'appui au ressort 15. La cuvette 30 et le ressort 15 sont guidés dans un cylindre 31, le mouvement de descente de la cuvette et du noyau étant limité par les rebords 32 du cylindre 31.
Le dispositif de la figure 2 opère comma suit :
Sur la figure le clapet 13 et le noyau 12 sont en position de fermeture, tandis que l'organe de manoeuvre 7, le
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pointeau 5 et l'enveloppe 24, solidaire de cc dernier, sont dans une position légèrement ouverte. En continuant à tourner 1''organe 7.dans le sons do l'ouverture, le pointeau 5, l'en- veloppe 24 et la coquille 26 de la capsule pneumatique s'é- lèvent.
Par contre, le ressort 18 tend à maintenir le clapet 13 ainsi que la tige 28 dans la position de fermeture repré- sentée, do sorte que la coquille 26 de la capsule s'élève par rapport à sa membrane 27, ce qui crée une dépression à 1-'intérieur de la capsule et fait que la membrane 27 a égale- mont tendance à s'élever en ontrainant dans son ascension la tige 28 et le clapet 13. Dans ces conditions,' il arrive un moment où'la force de traction exercée par la membrane 27 sur la tige 28 surpasse la poussée du ressort 18, de sorte que le clapet 13 se soulève à rencontre du ressort 18.
De ce fait la membrane 25 est soulevée de son siège 14 par le ros- sort 17 ct suit le clapet 13, ce qui permet au gaz d'entrer dans l' enveloppe 4 du régulateur et de traverser la buse 3 pour gagner le brûleur. En allumant alors le gaz qui s'écoule du brûleur, l'élément thermo-électrique 20 s'échauffe de la ma- nière déjà décrite' et excite l'électro-aiment si bien qu'a- près 10 secondes environ la frce d'attraction développée par le noyau 12 de 1'électro-aimant devient plus grande que la poussée du ressort 18.
Tondant ce temps, la dépression créée à l'intérieur ¯de la capsule pneumatique s'est lentement égali- sée par aspiration à travers l'ouverture 33, tandis que la membrane 27 la tige 28 et le clapet 13 s'abaissaient lente- mont. Tendant la lente descente du noyau 12, la cuvette 30 fixée à celui-ci vient s'appliquer après un certain.temps 10 secondes par exemple contre le rebord 32, ce qui arrête la descente du noyau.
Si entre temps l'aimantation du noyau 12 a augmenté, au point de. surpasser la force du ressort 18, le clapet 13 attiré contre le noyau, ne peut poursuivre sa
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descente quoique la dépression continue à s'égaliser dans la Capsule pneumatique. L'organe de réglage reste ainsi ouvert et le brûleur poursuit son fonctionnement, qui peut être ré
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gl6 à volonté en agissant sur l' org ne dc inanoouvrc 7. En cas d'extinction du brûleur et de refroidissement concomitant de l'élément thermo-électriÇ;.ue 20, la, force d'attraction du noyau s'abaisse au-dessous de la force du ressort 18, de sorte que le clapet 13 soJ'é6p-xo de l'ëlectro-aimant et se déplace vers le bas.
Il en résulte dans la capsule pneumatique une nouvelle dépression qui retarde de quelques secondes la des-
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conte du clapet 13 et do la tige 28, jusqu'à ce que ce clapet s'applique contre son siège en coupant l'arrivée de gaz au brûleur, pour remettre le brûleur en service il faut amener los diverses pièces, sinon dans la position de ferme-turc com-
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plète, du moins dans la position ropr6sc-irb6c. En amenant l'organe de manoeuvre 7 en position de fermeture, la capsule pneumatique se trouve complètement comprimée, de sorte qu'à la réouverture il s'y crée une dépression suffisante pour soulever de son siège le clapet 13 et pour permettre au 'gaz d'arriver au brûleur. Le ressort 8 limite la pression do fermeture.
On peut substituer à la capsule pneumatique décrite, un piston pneumatique ou éventuellement hydraulique. Au lieu de l'ouverture 33, on pourrait prévoir une soupape permettant un équilibrage ' rapide dos surprossions et une égalisation lente
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des dépressions.
La figure 3 représente schématiquement un autre dispositif do sécurité conforme à l'invention pour un brûleur à gaz à robinet de réglage. Le brûlour 1 esquissé en traits
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discontinus, est monté directoment au-dessus du boisseau 34 du robinet dans lequel est prévue la buso 35 du brûleur.
A la clef 36 sckématicueent représentée du robinet est fixé un
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barreau-armature 37 on matière magnétique sans rémaonoce Un noyau d'électro-aimant 12 en matière magnétique également sans rémanence est monte à coulissement, avec son enroulement d'excitation 19 sur une tige semi-circulaire 38. L'enroule- mont d'excitation 19 est relié à un élément thermo-électruqe 20 placé dans la région de combustion du brûleur 1. Entre le noyau 12 et le barreau-armature 37 se -trouve un puissant ressort 18 coulissant le long de la tige 38.
Le noyau 12 et le barreau-armature 37 sc déplacent entre doux butées 39 et 40. L'une des extrémités de l'enroulement 19 est reliée élec triquement en 41 a l'armature 12. L'autre extrémité de l'en- roulement 19 est relié à l'un des pôles de l'accumulateur 23 dont l'autre pôle est relié à un contact clastique 42. Le contact 42 est monté de manière à s'écarter du barreau- armature 37 dès que celui-ci se met en position de fermeture.
Le contact 42 pourrait, par exemple, être monte directement sur le noyau 12, de façon qu'une butée isolée fixe le retienne et l'éccarte du barroua 37 peu avant que le robinet arrive à sa position de fermeture. le dispositif de sécurité représenté sur la figure 3 fonctionne comme suit
Dans la position représentée l'organe de réglage est complètement ouvert, ce qui est indiqué par les canaux dessinés on traits mixtes qui conduisent le gaz à la buse 3 du brûleur.
la flamme de ce dernier échauffe l'élément thermo- électrique 20, qui de ce fait délivre un cour nt quiaimante le noyau 12 au point do retenir le barreau-armature 37, malgré la pression antagoniste du rcssort 18 et constitue en somme une sorte d'encliquetage qui rend inopérant ledit ressort.
Par le contact 42, le barreau 37, le noyau 12 et le point de connexion 41 un circuit se trouve branché en parallèle sur l'enroulement 19 au moyen duquel l'élément thermo-électrique
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20 charge, l'accumulateur 23. Si, à partir de la position ro- présentée dans laquelle le noyau 12 s'applique contre la butée 39, on fait tourner la clef 36 du robinet dans le sens dex trorsum afin de baisser le flame du brûleur, le barreau 37 déplace avec lui le noyau 12 et le ressort 18 dans toute posi- tion choisie.
En cas d'extinction do la flamme du brûleur, l'élément thermo-électrique cesse do débiter du courant et l'accumulateur 23 commence à se décharger par la contact 42 le barreau- armature 37, le noyau 1 2 et l'enroulement 19, . jusqu'à ce que l'excitation soit devenue insuffisante pour retenir le barreau 37, à rencontre de la pression du ressort 18.
Le ressort 18 est assez fort pour amener le barreau- armature 37 à la position esquissée en traits discontinus où il s'applique contre la butée 40, de sorte que la liaison entre le contact 42 et'le barreau 37 s'interrompt ; En même temps le noyau 12, quelle que soit sa position, so déplace jusqu'à la bute 39 Cette position relative des pièces correspond à la fermeture du robinet et également à sa position initiale après une interruption normale du fonctionnement du brûleur.
Pour remettre le brûleur on service, on tourne le robinet, contre l'action du ressort 18, do manière à l'ouvrir complè- tement et on allume le brûleur. Toutefois, le noyau 12 n'étant pas aimante du fait que l'élément thermo-électrique 20 est encore froid et que l'accumulateur 42 est complètement décharge, il faut maintenir ouvert le robinet pour éviter que le ressort 18, ne le ferme .10 secondes après environ, l'élément thermo-électrique est assez chaud pour que le noyau 12 soit suffisamment aimante ct empêche l'action de fermeture du res- sort, de sorte qu'on a de nouveau la position représentée sur la figure 3 à partir de laquelle le brûleur peut être réglé au gré de l'utilisateur.
Pour interrompre normalement le fonctionnement du
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brûleur, on amène à la main le 'barreau 37 dans la position dessinée on pointillé, ce qui interrompt l'arrivée do combus- tiblo au brûleur . Dans ces conditions l'élément thermo- électrique 20 so refroidit de sorte qu'après un certain temps la force d'attraction du noyau 12 devient inférieure à la poussée exercée par le ressort 18 et ce dernier ramène le noyau 12 contre la butée 39, tandis que le barreau 37 et la clef restent en position de fermeture. Avant que le barreau 37 parvienno à sa position extrême, sa liaison avec le contact 42 a été interrompue, de sorte que l'accumulateur 23 n'a pas pu se décharger.
En conséquence, après une interruption normale de service,, comme celle décrite ci-dessus, il suffit pour rallumer le brûleur d'ouvrir le robinet jusqu'à ce que le bar- reau-armature 37 s'applique contre le noyau 12, ot que ce dernier soit aimanté par le courant de l'accumulateur 23 au point do retenir ouvert le robinet contre l'action du ressort 18. Si le brûleur n'a pas été correctement allumé, le courant do l'élément thermo-électrique fait défaut au bout de 10 secondes environ l'accumulateur est épuisé et le ressort 18 sépare le barreau 37 du noyau 12, ce qui ferme le robinet.
Si, par contre le brûleur c été convenablement allumé, l'élément thermo-électrique 20, chauffé par la flamme du brûleur prend on charge, après environ 10 secondes l'excitation du noyau 12 et empêche la fermeture du robinet.
Los exemples décrits se rapportent à 1'application du dispositif de sécurité de l'invention à des brûleurs à gaz pourvus d'organes de réglage, mais il s'applique également à n'importe quel brûleur dont le réglage s'effectue dans l'admis- sion du combustible et convient tout particulièrement pour la sécurité des veillcouses des grands brûleurs ou pour des brûleurs multiples. Dans les dispositifs de sécurité purement électriques dos figures 1 et 3, on peut utiliser do très petites
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cellules d'accumulateur ayant par exemple 10 à 20 mm de dia mètre sur 5 mm de hauteur qui, par conséquent, sont très peu encombrantes.
En cas de défaillance ou de panne do la cellule d'accumulateur ou de la capsule pneumatique ou d'un organe équivalent, dans l'un des dispositifs de sécurité décrits, il y a toujours impossibilité pour le gaz d'arriver au brûleur, à moins de mesures particulières. Toute extinction anormale du brûleur qui provoque l'intervention du dispositif de séou rité a pour conséquence d'empocher une remise en service nor- ' mâle du brûleur. Ceci a pour effet d'attirer l'attention de l'utilisateur sur un fonctionnement anormal du brûleur et lui permet do rechercher la cause de l'extinction.
Il va de soi qu'au lieu d' une cellule d'accumulateur, d'une capsule pneu- matique ou d'un cylindre pneumatique ou hydraulique, on peut également utiliser d'autres accumulateurs d'énergie, Mécaniques, électriques ou hydrauliques.
Dans le dispositif de la figure 2 il est possible de remplacer l'élément thermo-électrique faisant fonction de palpeur thermique par un milieu expansible ou dilatable tel qu'un barreau, ou un certain volume de liquide ou de gaz.
L'ouverture temporaire de l'obturateur pourrait éga- lement être assurée par le mouvement temporaire d'un corps doué de masse ou d'inertie, par exemple par un volant, ce dernier pouvant entrainer un petit générateur de courant pour l'aiman tation do culasse 12 de 1'électro-aimant ou bien retenir l'obturateur temporairement ouvert par l'action de la force centrifuge résultant de sa rotation. L'obturateur peut encore être retenu ouvert pendant un temps limité par des courants pièzo-électriqucs, photo-électriques ou autres.
L'accumulateur. 23 pourrait encore, le cas échéant, être utilisé pour allumer le brûleur, sa tension, et sa capa cité
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étant alors convenablement calculées à cette fin. Dans ce cas il est avangageux de substituer une pile thermo électrique donnant une tension relativement élevée à l'élément simple décrit.
Dans ce cas on peut, par exemple insérer un dispositif d'allumage on série avec l'enroulement d'excitation 19 do 1'électro-aimant, dispositif qui à chaque décharge de 1' accu mulateur est porte à la température d'allumage. Dans ces condi- tions le brûleur pourrait être rallume même après une extinc- tion involontaire, le dispositif de sécurité n'intervenant quo lorsque cette tentative d'allumage reste sans succès.
En regard des figures 1 et 3, il a constamment été question au cours de la description d'un accumulateur 23 et d'un élément thermo-électrique 20. Or l'on sait qu'il n'existe pas d'élément thermo-éle ctrique capable de charger un accumulateur classique;, du fait que la très faible tension développée par l'élément thermo-électrique est insuffisante pour activer l'électroyte de celui-ci.
Il faudrait donc au lieu d'un élément isole, utili- ser une pile thermo-électrique capable de débiter un courant suffisant pour charger l'accumulateur.
Les figurés 5 et 6 représentent un dispositif qui permet d'obtenir le résultat voulu avec un seul élément thermo- électrique en utilisant deux accumulateur s en série Al et A2 montés en opposition., La figure 6 indique les tensions des deux accumulateurs en fonction de leur état de charge. Sur cette figure, U désigne la tension, et Q la charge. Au repos, la charge et la tension des deux accumulateurs incomplètement charges sont égales, et correspondent au point 0 de la figure 6.
Lorsque une tonsion supplémentaire apparaît aux contacts 21 et 22 de la figure 5, par suite de réchauffement de 1' élément thermo-électrique, il s'établit, même lors de la tension la plus infime,un courant d'égalisation dans les deux accumulateurs
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qui p our effet du charger l'un d'entre oux et do décharger l'autre. On obtient ainsi un état de charge ou -de fonctionne- mont correspond nt au point b1 ou B2 de la figure 6,
où les doux accumulateurs sont capables de fournir une tension et un courant jusqu'à ce qu'ils soient revenus au point initial 0.
En conséquence;, lorsque après une Interruption normale do
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servicc du brûleur, on relie le circuit thor.m0-61ectriue de ce dernier,p?r les contacts 2l et 22, de le. manière décrite 2ux c,.ccui-null- tours '10nt0s cn se:rie, il so produit un courant d '-':g''.listion, tendant à ramener 1' ca^t do cimrgc àu point B au point 0, qui traverse en partie l'enroulement 19 en retardant l'entrée on action du dispositif de sécurité jusqu'à ce que
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l'élément thormo-lec-briquo soit suffisamment chaud pour assu- rer lui-même l'excitation da l' 61ectro-c.imnt do retonue et la recharge des ,'1ccumul....... tours.
Il v-,. de soi que des modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, notamment par subs ti tution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de la présente invention.
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The present invention relates to a method and to a safety device for burners.
The main idea of all the known safety methods for burners is to provide in the pipe or the fuel inlet pipe a shutter constantly urged to close by a member such as a spring as well as means. latching or locking controlled by a thermostat installed in the heating zone of the burner and which, when it reaches a sufficiently high temperature, prevents the shutter from closing. Under these conditions, the commissioning of the burner requires that the shutter be kept open, for example by pressing a button, which prevents the closing of the spring, until
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that the thermostat is sufficiently heated by the burner which has in the meantime been lit, can suppress the closing action of the spring.
In other known safety devices, the thermostat must first be heated by an auxiliary heat source before the shutter can be opened and ignition of the burner is possible. Thus, the commissioning of the burner requires in both cases a voluntary manual action acting on. the security system for the time necessary to bring the thermostat to the desired temperature, a time which is practically between approximately 5 to 10 seconds.
The present invention proposes to eliminate the waiting time required by all known safety devices. The safety method for a burner according to the present invention is characterized in that a shutter inserted in the fuel inlet pipe is opened and that it is kept in the open position, facing the shutter. action of permanent closing means by means of automatic means with temporary action for the time necessary for a thermal probe heated by the ignited burner to be hot enough to continue to keep the shutter open, said shutter returning to its original state. closed position in oas',
- cooling of the thermal probe by 'switching off'. . burner. The device according to the invention for the implementation of this method is characterized by the presence of means making it possible to automatically and temporarily suppress the shaping action of a shutter, independently of the state of heating of the probe. thermal. As a result, the shutter can be immediately opened and the fuel can arrive at the burner and be ignited, the latter continuing to burn without further intervention, until such time as. the-feeler.
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-thermal is hot enough to itself ensure a permanent shutter opening. If, after opening the shutter, the burner has not been correctly ignited, and if the thermal probe has not been heated up or not heated sufficiently, the 'cure-closing means intervene automatically. after a few moments, for example, after 10 to 15 seconds, and close the fuel supply.If the burner then goes out, that is to say a few minutes later, the fuel supply is interrupted also as soon as the thermal probe has cooled sufficiently and the means temporarily suppressing the action of the closing means become inoperative.
The description which will follow with regard to the appended drawing, given by way of nonlimiting example, will clearly show how the invention can be carried out, the particularities which emerge both from the drawing and from the text, of course being part of said invention.
Figure 1 shows a burner with a safety thermostat.
FIG. 2 represents a burner fitted with a mixed thermoelectric and pneumatic safety device.
Figure 3 shows a burner provided with another thermoelectric safety device
FIG. 4 is an enlarged view of a detail of FIG. 1 and FIGS. 5 and 6 show an alternative embodiment of the safety device.
In the embodiment shown schematically in Figure 1, the burner 1 is provided with a mixing duct 2. A nozzle 3 injects a fuel, gaseous, for example, into the mixing duct 2. The nozzle 3 is part
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a casing 4 in which is mounted an adjusting needle 5 moving vertically which regulates the flow rate of the nozzle 3. The adjusting needle 5 can be actuated from an operating member 7 integral with 'a screw 6, via a spring 8, a ball 8' and a lever
9: by turning the operating member 7 in a certain direction the needle 5 is lowered, turning it on the opposite side the needle rises.
The lower end of the rod from point 5, which passes through a hole It drilled in the horseshoe core 12 of an electromagnet, carries a disc 10. Under the ¯ core 12 'is housed a valve 13 which, in the position shown, rests against the seat 14 of a gas inlet connection which it closes by means of a seal, not shown. One end of a spring 15 acts on top of the core at 12, while the other end of the spring bears against a flange 16 of the regulator casing A second spring
17, more powerful than the spring 15, acts between the valve 13 and the casing 4 - of the regulator and urges the valve 13 upwards.
Between the valve 13 and the disc 10 is also interposed a spring 18 stronger than the springs 15 and 17.
The core 12 is provided with a winding 19 connected to a thermoelectric element 20, which is placed in the heating zone of the burner 1 and is brought to a relatively high temperature when the latter is ignited. Two elastic contacts
21 ot 22 also pass through the opening 11 of the core 12 and can cooperate, in the manner described below, with the disc 10, made of a material which is a good conductor of electricity.
The contacts 21 and 22 are both connected to the circuit of an electric accumulator 23, which circuit is in parallel with the thermoelectric element 20 and the winding 19.
FIG. 4 shows an example of an embodiment in which the electrical contacts 21 ot 22 are presented under
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the form of rods sliding axially in 16 "metal sockets. These sockets are fitted or encased in a collar, insulating at the end of the flange 16. The 16" sockets carry connection terminals for the connection of electrical conductors. The contacts are each provided with an upper collar 21 'or 22 which determines the lower position of the contacts. Between the sockets 16 "and each lower collar 21" and 22 "is interposed a compression spring F which constantly pushes the contacts down, against the conductive disc 10.
The device which has just been described operates as follows:
When the parts occupy the position shown, the valve 13 prevents fuel from reaching the burner. The actuator 7 is in the formeturc position, the adjustment needle 5 and its disc 10 occupy their lower position for which the nozzle 3 is completely open. The disc 10 has moved away, downwards, from the contacts 21 ot 22, so that the electrical circuit of the accumulator 23 is interrupted.
The accumulator being charged, if we turn the operating member 7 in the sound of the opening, the screw 6 and the ball 8 'move towards the right (fig.l) and the needle 5 with its disc 10 is raised under the action of the spring 18. In this rise, the disc 10 meets the contacts 21 and 22, which closes the circuit starting from the accumulator 23, passes through the contact 22, the disc 10 , the contact 21 ct the winding 19, to return to the accumulator 23.
This has the effect of magnetizing the magnetic core 12, which is advantageously a magnetic material of high permeability without remanence, so that it energetically attracts the valve 13 itself made of a similar material. Immediately afterwards, the disc 10 comes to rest against the 'core 12, so that the pressure of the spring 18
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.exerted on the latter) by means of the disc 10, this force nevertheless being insufficient to separate the core 12 from the valve 13 against which it rests.
The disc 10, the core 12 the valve 13 and the spring 18 thus form a shaped system without external action which, continuing the rotation of the screw 6 towards the right, according to Figure 1, is lifted as a whole by the spring 17 This has the effect of coiling the valve 13 from its seat 14 and allowing gas to enter the casing 4 and reach the mixing duct 2 through the nozzle 3 which is still open. The gas which escapes from the burner can then be immediately ignited, the adjustment member is in any chosen adjustment position, while the flame of the burner heats up the thermal-electric element 20 fairly quickly.
During this period of heating iodine, the accumulator 23 slowly discharges, its capacity is calculated so that it can excite the electromagnet laying 10 to 15 seconds, sufficient time to prevent the separation between the valve 13 and the valve. core 12 under the action of spring 18.
When the thermo = electric element 20 is heated normally, it produces a current sufficient to maintain the attraction between the core 12 and the valve 13, while the accumulator 23 is discharged. When the operation is prolonged, the accumulator 23 which was discharged at the beginning and which is connected in parallel to the thermoelectric element 20 and the winding 19, is continuously charged, so that it recovers. fairly quickly its initial state of charge.
If the burner goes out for any reason, such as boiling liquid overflowing, the thermoelectric element 20 cools, and the current it produces becomes insufficient to maintain the attraction between the gas. core 12 and valve 13.
The accumulator
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23 is then discharged in the manner described in the winder 19 and partly also in the thermoelectric element 20, maintaining the attraction between the core 12 and the core for a further time, 10 seconds for example. valve 13 When the accumulator 23 is discharged the force of attraction between the core 12 and the valve 13 decreases, at a certain moment the force of the spring 18 becomes predominant and applies the chop 13 against its seat 14, co which inter- switches off the gas supply to the burner 1.
To put the burner back into service, it is necessary to return the actuator 7 to its closed position, ie that where the needle 5, its disc 10 and the core 12 which is suspended therefrom reoccupy the position shown. But:
as the accumulator 23 has been discharged, it cannot magnetize the core 12 of the electromagnet and it cannot be put back into service in the manner described above. The opening of the operating member 7 would only have the effect of lifting the core 12, without dragging the valve 13, so that the gas did not reach the burner 1. It is then essential , when the parts of the regulator occupy the positions shown;
, to heat the thermoelectric element 20 by means of an independent heat source, in order to produce sufficient excitation of the electromagnet so that the core 12 rises as indicated together with the magnet. valve 13. Subsequently the flame of the burner ensures heating of the thermoelectric element and consequently the desired excitation of the electromagnet. At the same time, the thermo = electric element 20 recharges the accumulator 23.
By extinguishing the burner normally, that is to say by actuating the member 7 so that it returns to its closed position, the needle 5 with its disc 10, the core 12, the valve 13 and the spring 18 move together towards the
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bottom, - and come to occupy the position shown in which the valve 13 interrupts the flow of gas to the burner.
At the same time, the electrical circuit leading to the accumulator 23 is interrupted at the contacts 21 and 22, so that the accumulator ceases to discharge. Under these conditions, it is possible to put the burner back into service without first heating the thermoelectric element by a separate heat source.
In FIG. 2 the lower end of the adjusting needle 5 is connected to a bell-shaped casing 24, the opening directed towards the bottom of which is hermetically sealed by a waterproof elastic membrane 25, made of rubber for example. At the point of insertion of the needle 5 in the upper wall of the casing 24 is fixed the shell 26 of a pneumatic cap, the membrane 27 of which is connected to a rod 28, the lower end of which carries the valve 13. The membrane 27 of the pneumatic capsule is provided, for example, with a small opening 33 through which the internal pressure can escape slowly and constantly to equilibrate with the external pressure.
The rod 28 passes through an opening 11 of the core of the electromagnet which cooperates with the valve in the same manner as in the example of FIG. 1. To the valve 13 is fixed a bowl 29 against which rests one of the ends of spring 18, its other end pressing against the upper wall of the casing 24. The core 12 also carries a cup 30 which acts as a support for the spring 15. The cup 30 and the spring 15 are guided in a cylinder 31, the downward movement of the cup and of the core being limited by the flanges 32 of the cylinder 31.
The device in Figure 2 operates as follows:
In the figure the valve 13 and the core 12 are in the closed position, while the actuator 7, the
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needle 5 and the casing 24, integral with the latter, are in a slightly open position. As the member 7 continues to rotate in the sound of the opening, the needle 5, the casing 24 and the shell 26 of the pneumatic capsule rise.
On the other hand, the spring 18 tends to maintain the valve 13 as well as the rod 28 in the closed position shown, so that the shell 26 of the capsule rises relative to its membrane 27, which creates a vacuum. inside the capsule and causes the membrane 27 to also tend to rise, leading in its ascent the rod 28 and the valve 13. Under these conditions, there comes a time when the force of traction exerted by the membrane 27 on the rod 28 exceeds the thrust of the spring 18, so that the valve 13 rises against the spring 18.
As a result, the membrane 25 is lifted from its seat 14 by the rosette 17 and follows the valve 13, which allows the gas to enter the envelope 4 of the regulator and to pass through the nozzle 3 to reach the burner. By then igniting the gas which flows from the burner, the thermoelectric element 20 heats up in the manner already described and excites the electromagnet so that after about 10 seconds the frce d The attraction developed by the core 12 of the electromagnet becomes greater than the thrust of the spring 18.
During this time, the vacuum created inside the pneumatic capsule slowly equalized by suction through the opening 33, while the diaphragm 27 the rod 28 and the valve 13 slowly lowered. . Tending the slow descent of the core 12, the cup 30 attached to the latter comes to be applied after a certain time 10 seconds, for example against the rim 32, which stops the descent of the core.
If in the meantime the magnetization of the core 12 has increased, to the point of. surpass the force of the spring 18, the valve 13 attracted against the core, cannot continue its
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descent although the vacuum continues to equalize in the pneumatic capsule. The regulator thus remains open and the burner continues to operate, which can be reset.
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gl6 at will by acting on the unopened org ne 7. In the event of the burner being extinguished and the concomitant cooling of the thermoelectric element; .ue 20, the force of attraction of the core is lowered. below the force of the spring 18, so that the valve 13 soJ'é6p-xo of the electromagnet and moves down.
This results in a new vacuum in the pneumatic capsule which delays the des-
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tale of valve 13 and rod 28, until this valve rests against its seat, cutting off the gas supply to the burner, to put the burner back into service it is necessary to bring the various parts, otherwise in the position turkish farmer
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plete, at least in the ropr6sc-irb6c position. By bringing the operating member 7 into the closed position, the pneumatic capsule is completely compressed, so that on reopening a sufficient vacuum is created there to lift the valve 13 from its seat and to allow the gas to get to the burner. The spring 8 limits the closing pressure.
A pneumatic or possibly hydraulic piston can be substituted for the pneumatic capsule described. Instead of the opening 33, a valve could be provided allowing rapid balancing of overpossions and slow equalization.
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depressions.
FIG. 3 diagrammatically represents another safety device according to the invention for a gas burner with an adjustment valve. The burn 1 sketched in lines
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discontinuous, is mounted directoment above the plug 34 of the valve in which the buso 35 of the burner is provided.
To the key 36 sckématicueent represented of the tap is fixed a
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armature bar 37 of magnetic material without remanence An electromagnet core 12 of magnetic material also without remanence is slidably mounted, with its excitation winding 19 on a semicircular rod 38. The winding-up of excitation 19 is connected to a thermoelectric element 20 placed in the combustion region of the burner 1. Between the core 12 and the armature bar 37 is a powerful spring 18 sliding along the rod 38.
The core 12 and the armature bar 37 sc move between soft stops 39 and 40. One end of the winding 19 is electrically connected at 41 to the armature 12. The other end of the winding 19 is connected to one of the poles of the accumulator 23, the other pole of which is connected to a clastic contact 42. The contact 42 is mounted so as to move away from the armature bar 37 as soon as the latter is switched on. in the closed position.
The contact 42 could, for example, be mounted directly on the core 12, so that an insulated stopper fixes it and the opening of the barroua 37 shortly before the valve reaches its closed position. the safety device shown in figure 3 operates as follows
In the position shown, the adjustment member is completely open, which is indicated by the channels drawn in phantom lines which lead the gas to the nozzle 3 of the burner.
the flame of the latter heats the thermoelectric element 20, which thereby delivers a current which magnetizes the core 12 to the point of retaining the reinforcing bar 37, despite the opposing pressure of the spring 18 and in short constitutes a kind of latching which makes said spring inoperative.
Through contact 42, bar 37, core 12 and connection point 41, a circuit is connected in parallel to winding 19 by means of which the thermoelectric element
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20 charges, the accumulator 23. If, from the presented position in which the core 12 rests against the stop 39, the key 36 of the valve is turned in the direction of the torsum in order to lower the flame of the valve. burner, the bar 37 moves with it the core 12 and the spring 18 in any chosen position.
If the burner flame goes out, the thermoelectric element stops delivering current and the accumulator 23 begins to discharge through contact 42, armature bar 37, core 1 2 and winding 19 ,. until the excitation has become insufficient to retain the bar 37, against the pressure of the spring 18.
The spring 18 is strong enough to bring the bar-armature 37 to the position sketched in broken lines where it rests against the stop 40, so that the connection between the contact 42 and the bar 37 is interrupted; At the same time the core 12, whatever its position, so moves to the stop 39 This relative position of the parts corresponds to the closing of the valve and also to its initial position after a normal interruption of the operation of the burner.
To put the burner back into service, turn the valve, against the action of spring 18, so as to open it completely and ignite the burner. However, the core 12 not being a magnet because the thermoelectric element 20 is still cold and the accumulator 42 is completely discharged, the valve must be kept open to prevent the spring 18 from closing it. About 10 seconds later, the thermoelectric element is hot enough for the core 12 to be sufficiently magnetized and prevent the closing action of the spring, so that we again have the position shown in Figure 3 to from which the burner can be adjusted to suit the user.
To interrupt the operation of the
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burner, bar 37 is brought into the dotted position by hand, which interrupts the arrival of fuel to the burner. Under these conditions the thermoelectric element 20 so cools down so that after a certain time the force of attraction of the core 12 becomes less than the thrust exerted by the spring 18 and the latter returns the core 12 against the stop 39, while the bar 37 and the key remain in the closed position. Before the bar 37 reaches its extreme position, its connection with the contact 42 was interrupted, so that the accumulator 23 could not be discharged.
Consequently, after a normal interruption of service, such as that described above, it suffices to reignite the burner to open the valve until the bar-reinforcement 37 rests against the core 12, ot that the latter is magnetized by the current of the accumulator 23 to the point of keeping the valve open against the action of the spring 18. If the burner has not been correctly ignited, the current of the thermoelectric element is lacking after approximately 10 seconds the accumulator is exhausted and the spring 18 separates the bar 37 from the core 12, which closes the valve.
If, on the other hand, the burner has been properly lit, the thermoelectric element 20, heated by the flame of the burner, is charged, after approximately 10 seconds, the excitation of the core 12 and prevents the closing of the valve.
The examples described relate to the application of the safety device of the invention to gas burners provided with adjustment members, but it also applies to any burner whose adjustment is carried out in the intake of fuel and is particularly suitable for the safety of the pilot valves of large burners or for multiple burners. In the purely electrical safety devices of figures 1 and 3, very small
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accumulator cells having for example 10 to 20 mm in diameter by 5 mm in height which, consequently, are very compact.
In the event of failure or breakdown of the accumulator cell or of the pneumatic capsule or of an equivalent device, in one of the safety devices described, it is always impossible for the gas to reach the burner, fewer special measures. Any abnormal extinction of the burner which causes the intervention of the safety device has the consequence of preventing a normal return to service of the burner. This has the effect of drawing the user's attention to an abnormal operation of the burner and allows him to investigate the cause of the extinction.
It goes without saying that instead of an accumulator cell, a pneumatic capsule or a pneumatic or hydraulic cylinder, other energy accumulators, mechanical, electric or hydraulic, can also be used.
In the device of FIG. 2 it is possible to replace the thermoelectric element acting as a thermal sensor by an expandable or expandable medium such as a bar, or a certain volume of liquid or gas.
The temporary opening of the shutter could also be ensured by the temporary movement of a body endowed with mass or inertia, for example by a flywheel, the latter being able to drive a small current generator for the magnetization. do yoke 12 of the electromagnet or else retain the shutter temporarily open by the action of centrifugal force resulting from its rotation. The shutter can still be kept open for a limited time by piezoelectric, photoelectric or other currents.
The accumulator. 23 could still, if necessary, be used to ignite the burner, its voltage, and its capacity
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then being suitably calculated for this purpose. In this case it is advantageous to substitute a thermoelectric battery giving a relatively high voltage for the simple element described.
In this case, for example, an ignition device can be inserted in series with the excitation winding 19 of the electromagnet, which device is brought up to ignition temperature at each discharge of the battery. Under these conditions the burner could be re-ignited even after an involuntary switch-off, the safety device only intervening when this ignition attempt remains unsuccessful.
With reference to FIGS. 1 and 3, in the course of the description of an accumulator 23 and of a thermoelectric element 20, it has constantly been discussed. However, it is known that there is no thermoelectric element. electric capable of charging a conventional accumulator ;, the fact that the very low voltage developed by the thermoelectric element is insufficient to activate the electroyte thereof.
Instead of an isolated element, it would therefore be necessary to use a thermoelectric cell capable of delivering sufficient current to charge the accumulator.
Figures 5 and 6 represent a device which makes it possible to obtain the desired result with a single thermoelectric element by using two accumulators in series A1 and A2 mounted in opposition., FIG. 6 indicates the voltages of the two accumulators as a function of their state of charge. In this figure, U denotes the voltage, and Q the load. At rest, the charge and the voltage of the two incompletely charged accumulators are equal, and correspond to point 0 of figure 6.
When an additional tone appears at contacts 21 and 22 of FIG. 5, as a result of heating of the thermoelectric element, it is established, even at the lowest voltage, an equalization current in the two accumulators.
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which for the effect of charging one of them and unloading the other. We thus obtain a state of charge or -of working- corresponding to point b1 or B2 of figure 6,
where the soft accumulators are able to supply voltage and current until they have returned to the initial point 0.
Consequently ;, when after a normal Interruption do
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servicc burner, we connect the thor.m0-61ectriue circuit of the latter, p? r contacts 2l and 22, of the. described manner 2ux c, .ccui-null- tours '10nt0s cn se: rie, it so produces a current of -': g ''. listion, tending to bring the ca ^ t do cimrgc to point B at point 0 , which partly crosses the winding 19 by delaying the entry by actuating the safety device until
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the thormo-lec-briquo element is hot enough to ensure itself the excitation of the electro-electric unit do resonates and the recharging of the, '1ccumul ....... turns.
It v- ,. Obviously, modifications can be made to the embodiments which have just been described, in particular by substituting equivalent technical means, without thereby departing from the scope of the present invention.