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Dispositif de sécurité pour brûleur La présente invention a pour objet un dispositif de sécurité pour brûleur d'appareil de chauffage alimenté au gaz, comportant un brûleur de commande dont la flamme agit par l'intermédiaire d'un appareil sensible à la température sur un robinet d'arrivée du gaz du brûleur principal.
Le dispositif selon l'invention est caractérisé par le fait que des moyens sont disposés sur les arrivées d'air et de gaz au brûleur de commande, de telle sorte que la flamme de ce brûleur de commande soit métastable de façon à s'éteindre en cas de baisse de la teneur en oxygène de l'atmosphère ambiante, provoquant l'arrêt de l'alimentation du brûleur principal.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif faisant l'objet de la présente invention.
La fig. 1 est une coupe longitudinale d'un brûleur.
La fig. 2 est une coupe suivant la ligne 11-1I de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue en perspective du brûleur et du dispositif de sécurité.
Les fig. 4 et 5 sont des vues en perspective d'un dispositif d'allumage, respectivement dans des positions de repos et d'allumage.
Les fig. 6, 7 et 8 sont trois variantes du dispositif de sécurité.
Le brûleur représenté aux fig. 1 à 5 comporte deux chambres 1 et 2. La chambre 1 reçoit du gaz sous pression d'un injecteur 3, par son extrémité en forme de venturi la. Son autre extrémité coudée lb est percée d'un orifice- 4. La chambre 1 communique avec la chambre 2 par des orifices 5. La chambre 2 comporte une première série d'orifices 6 de section normale, une seconde série d'orifices 7 de section faible et une série d'orifices d'allumage 8, également de section faible.
Les orifices 7 se trouvent placés entre les orifices 6 et l'orifice 4, de telle sorte que la flamme-pilote sortant de l'orifice 4 puisse être allumée par les flammes sortant des orifices 6 sans provoquer de déformation sensible d'un pyrostat 9 décrit plus loin. La section de la chambre 1, comme le montre la fig. 2, est sensiblement circulaire, tandis que celle de la chambre 2 est trapézoidale.
Au voisinage de l'orifice 4 est disposé un pyrostat bilame 9, qui dans la position chaude vient se loger sur la trajectoire d'un galet 10 porté par un bras 11, calé sur l'arbre 12 d'un robinet 13, qui commande le conduit d'amenée du gaz 14 à la chambre 1. Un ressort 15 tend à faire basculer la manette 11 dans le sens de la flèche f. On ne peut pas amener le levier de commande 16 dans la position de fermeture du robinet 13 tant que le bilame 9 est chaud. Dans le cas d'un gaz combustible comprimé en bouteille, il est ainsi nécessaire de fermer la vanne de sortie de la bouteille pour éteindre le brûleur et ainsi on évite des fuites entre la vanne et le robinet 13.
Le dispositif d'allumage est constitué par une résistance 17 qui est chauffée par une batterie de piles non représentée et qui est amenée devant les orifices 8. Le circuit de cette résistance 17 comporte un interrupteur à mercure 18. La résistance 17 et l'interrupteur 18 sont montés sur un même support 19 monté fou sur un arbre 20. L'interrupteur 18 ferme le circuit de la résistance 17 dans la position d'allumage représentée fig. 5. La résistance 17 ainsi
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chauffée provoque l'inflammation du gaz sortant des faibles orifices 8.
Un levier 22, calé sur l'arbre 20, commande un robinet sélecteur 21, coaxial au robinet d'arrêt 13 et permettant des débits différents dans le conduit 14. Cet arbre 20 comporte un bras 23, qui en fin de course vient heurter une butée 24 portée par la ferrure 19 et provoque ainsi simultanément le déplacement de la résistance électrique 17 et le bascule- ment du contact à mercure 18.
Un ressort 25 ramène l'ensemble interrupteur 18 et résistance 17 dans la position de repos représentée à la fig. 4 et par l'intermédiaire de la butée 24 et du bras 23, ramène le levier 22 et le robinet 2,1 dans sa position de petit débit.
Le levier 16 et le levier 22 peuvent être constitués par un seul et même organe, les robinets 13 et 21 étant alors également en une pièce.
Le dispositif décrit présente de nombreux avantages et notamment les suivants a) du fait de l'alimentation des orifices 6 sous la pression statique seule du gaz, c'est-à-dire sous une pression inférieure à celle du gaz qui alimente l'orifice 4, la flamme-pilote qui sort de ce dernier s'éteint en cas d'incident (par exemple réduction de la teneur en oxygène de l'atmosphère environnant le brûleur) avant celles qui sortent des orifices 6.
Dans ces conditions, ces dernières flammes brûlent le gaz qui arrive dans le brûleur entre le moment où la flamme-pilote s'éteint et le moment où, du fait de cette extinction, le robinet 13 est fermé effectivement par suite de la libération de celui-ci par le pyrostat 9.
Il y a lieu de remarquer que la section des orifices 5 doit être déterminée de manière que pendant la marche toute pression dynamique du gaz soit évitée dans la chambre 2 ; b) dans le cas où le feu prendrait à la sortie de l'injecteur 3, le gaz s'éteint à la sortie des orifices 4 et 6 et par suite le pyrostat 9 provoque automatiquement l'arrêt de l'arrivée du gaz; c) du fait de la forme et de la position du pyrostat 9, il est impossible, comme déjà signalé, de fermer le robinet 12, l'arrêt étant seulement obtenu par la fermeture de la vanne d'arrêt de la conduite d'amenée du gaz ou de la bouteille à gaz ; d) du fait que la résistance 17 est ramenée automatiquement à sa position de repos, on évite une destruction de celle-ci par la flamme ;
e) pour accélérer la vidange de l'air contenu dans l'extrémité 1 b de la chambre 1, et par suite pour avancer le moment où la flamme sortant de l'orifice 4 s'allume, on prévoit un orifice 26 reliant les chambres 1 et 2. Dans le cas des fig. 6, 7 et 8, l'orifice de flamme-pilote est monté sur une rampe séparée de la rampe munie des orifices de flamme normale.
Pour cette raison, on n'a pas représenté la rampe normale qui sera réalisée de toute façon classique et normale, mais seulement le dispositif de sécurité qui doit être combiné avec cette rampe normale.
Dans le cas de la fig. 6, le dispositif de commande du robinet contrôlant l'alimentation est un bilame, dans le cas de la fig. 7 c'est un dispositif à dilatation de fluide et dans le cas de la fig. 8 c'est un thermocouple.
Dans les trois cas, le brûleur-pilote A est alimenté en gaz combustible par l'injecteur B et en air primaire de combustion par la bague C réglant l'alimentation du venturi V.
Le brûleur A est réglé pour donner une flamme métastable, c'est-à-dire aux limites du décollement pour une atmosphère normale.
Il est en effet connu que pour un gaz donné, la vitesse de propagation de la flamme dans ce gaz dépend d'une part du réglage initial du brûleur, et d'autre part de la teneur absolue en oxygène de l'atmosphère.
En réglant le brûleur pour obtenir une flamme métastable, c'est-à-dire aux limites du décollement en atmosphère normale, on obtient ainsi une sécurité positive.
En effet, si l'atmosphère dans laquelle fonctionne le brûleur s'appauvrit en oxygène au-delà des limites requises par la salubrité, la stabilité de la flamme s'en trouve compromise et celle-ci ayant été réglée préalablement à la limite du décollement, la flamme disparait entraînant l'interruption du circuit de gaz, et par suite, l'extinction de la rampe normale, alors que celle-ci se trouve encore dans des conditions de stabilité de flamme.
Dans le cas de la fig. 6, la flamme dudit brûleur agit sur le bilame Di qui, lui-même, commande par tout moyen approprié, le robinet E contrôlant l'alimentation générale de l'appareil et notamment celle de la rampe principale non représentée ; selon l'exemple, cette commande consiste à libérer un ressort de fermeture du robinet E en cas d'extinction du brûleur A.
Dans le cas de la fig. 7, le dispositif D est un dispositif à dilatation de liquide ou de gaz compre- nent un bulbe relié à une capsule contrôlant un loquet verrouillant le robinet E tant que le brûleur est allumé. En cas d'extinction, le robinet est déverrouillé et se ferme sous l'action d'un ressort.
Dans le cas de la fig. 8, un couple thermo- électrique F est influencé par la flamme et alimente un solénoïde commandant la fermeture et l'ouverture F de l'alimentation.
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Le fonctionnement du dispositif de sécurité décrit est le suivant Le robinet de sécurité E étant actionné et maintenu en position d'ouverture, la rampe principale est allumée ainsi que la flamme du brûleur de sécurité A. Le robinet est maintenu dans la position d'ouverture jusqu'à ce que le dispositif sensible à la flamme du brûleur vienne assurer l'enclenchement du robinet E en position d'ouverture.
Le brûleur A est réglé pour assurer à la flamme un état métastable proche de la limite de décollement.
Lorsque l'atmosphère ne contient plus suffisamment d'oxygène, la flamme s'éteint, libérant les dispositifs d'enclenchement et interrompant à la fois l'alimentation de l'appareil d'utilisation et l'alimentation du brûleur de sécurité.
Le brûleur de sécurité peut comporter une ou plusieurs flammes. Dans une variante l'alimentation du brûleur peut être réalisée par un gaz combustible différent du gaz combustible alimentant la rampe principale.
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Safety device for a burner The present invention relates to a safety device for a gas-powered heating appliance burner, comprising a control burner whose flame acts by means of a temperature-sensitive appliance on a valve. main burner gas inlet.
The device according to the invention is characterized in that means are arranged on the air and gas inlets to the control burner, so that the flame of this control burner is metastable so as to be extinguished in in the event of a drop in the oxygen content of the ambient atmosphere, causing the main burner to stop feeding.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the device forming the subject of the present invention.
Fig. 1 is a longitudinal section of a burner.
Fig. 2 is a section taken along line 11-1I of FIG. 1.
Fig. 3 is a perspective view of the burner and the safety device.
Figs. 4 and 5 are perspective views of an ignition device, respectively in rest and ignition positions.
Figs. 6, 7 and 8 are three variants of the safety device.
The burner shown in fig. 1 to 5 comprises two chambers 1 and 2. Chamber 1 receives pressurized gas from an injector 3, through its end in the form of a venturi. Its other bent end lb is pierced with an orifice 4. The chamber 1 communicates with the chamber 2 by orifices 5. The chamber 2 comprises a first series of orifices 6 of normal section, a second series of orifices 7 of small section and a series of ignition orifices 8, also of small section.
The orifices 7 are placed between the orifices 6 and the orifice 4, so that the pilot flame coming out of the orifice 4 can be ignited by the flames coming out of the orifices 6 without causing any appreciable deformation of a pyrostat 9 described later. The section of the chamber 1, as shown in fig. 2, is substantially circular, while that of the chamber 2 is trapezoidal.
In the vicinity of the orifice 4 is arranged a bimetal pyrostat 9, which in the hot position is housed on the path of a roller 10 carried by an arm 11, wedged on the shaft 12 of a valve 13, which controls the gas supply conduit 14 to chamber 1. A spring 15 tends to tilt the lever 11 in the direction of arrow f. It is not possible to bring the control lever 16 into the closed position of the valve 13 as long as the bimetallic strip 9 is hot. In the case of a compressed combustible gas in a bottle, it is thus necessary to close the outlet valve of the bottle to switch off the burner and thus leaks between the valve and the tap 13 are avoided.
The ignition device is constituted by a resistor 17 which is heated by a battery of batteries not shown and which is brought in front of the orifices 8. The circuit of this resistor 17 comprises a mercury switch 18. The resistor 17 and the switch 18 are mounted on the same support 19 mounted crazy on a shaft 20. The switch 18 closes the circuit of the resistor 17 in the ignition position shown in fig. 5. Resistance 17 as well
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heated causes ignition of the gas coming out of the small orifices 8.
A lever 22, wedged on the shaft 20, controls a selector valve 21, coaxial with the shut-off valve 13 and allowing different flow rates in the duct 14. This shaft 20 comprises an arm 23, which at the end of the stroke strikes a stop 24 carried by the fitting 19 and thus simultaneously causes the displacement of the electrical resistance 17 and the tilting of the mercury contact 18.
A spring 25 returns the switch 18 and resistor 17 assembly to the rest position shown in FIG. 4 and through the stop 24 and the arm 23, brings the lever 22 and the valve 2,1 in its low flow position.
The lever 16 and the lever 22 can be formed by one and the same member, the valves 13 and 21 then also being in one piece.
The device described has many advantages and in particular the following a) due to the supply of the orifices 6 under the static pressure of the gas alone, that is to say under a pressure lower than that of the gas which feeds the orifice 4, the pilot flame which comes out of the latter goes out in the event of an incident (for example reduction of the oxygen content of the atmosphere surrounding the burner) before those which come out of orifices 6.
Under these conditions, these latter flames burn the gas which arrives in the burner between the moment when the pilot flame goes out and the moment when, because of this extinction, the valve 13 is effectively closed following the release of that. here by the pyrostat 9.
It should be noted that the section of the orifices 5 must be determined so that during operation any dynamic pressure of the gas is avoided in the chamber 2; b) in the event that a fire takes place at the outlet of the injector 3, the gas is extinguished at the outlet of orifices 4 and 6 and consequently the pyrostat 9 automatically stops the gas supply; c) due to the shape and position of the pyrostat 9, it is impossible, as already indicated, to close the valve 12, the stop being only obtained by closing the shut-off valve of the supply pipe gas or gas cylinder; d) the fact that the resistor 17 is automatically returned to its rest position, destruction thereof by the flame is avoided;
e) to accelerate the emptying of the air contained in the end 1b of the chamber 1, and consequently to advance the moment when the flame leaving the orifice 4 ignites, an orifice 26 is provided connecting the chambers 1 and 2. In the case of figs. 6, 7 and 8, the pilot flame orifice is mounted on a rail separate from the rail provided with the normal flame ports.
For this reason, we have not shown the normal ramp which will be produced in any conventional and normal manner, but only the safety device which must be combined with this normal ramp.
In the case of fig. 6, the valve control device controlling the supply is a bimetal, in the case of FIG. 7 is a fluid expansion device and in the case of FIG. 8 is a thermocouple.
In all three cases, pilot burner A is supplied with combustible gas by injector B and with primary combustion air by ring C regulating the supply of venturi V.
Burner A is set to give a metastable flame, that is to say at the limits of separation for a normal atmosphere.
It is in fact known that for a given gas, the speed of propagation of the flame in this gas depends on the one hand on the initial setting of the burner, and on the other hand on the absolute oxygen content of the atmosphere.
By adjusting the burner to obtain a metastable flame, that is to say at the limits of separation in a normal atmosphere, positive safety is thus obtained.
In fact, if the atmosphere in which the burner operates becomes depleted of oxygen beyond the limits required for health, the stability of the flame is compromised and the latter having been previously adjusted to the limit of separation. , the flame disappears causing the interruption of the gas circuit, and consequently, the extinction of the normal ramp, while it is still in conditions of flame stability.
In the case of fig. 6, the flame of said burner acts on the bimetallic strip Di which, itself, controls by any appropriate means, the valve E controlling the general supply of the device and in particular that of the main ramp, not shown; according to the example, this command consists of releasing a closing spring of the valve E in the event of the burner A going out.
In the case of fig. 7, device D is a liquid or gas expansion device comprising a bulb connected to a capsule controlling a latch locking valve E as long as the burner is on. In the event of extinction, the valve is unlocked and closes under the action of a spring.
In the case of fig. 8, a thermoelectric couple F is influenced by the flame and supplies a solenoid controlling the closing and opening F of the power supply.
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The operation of the safety device described is as follows: The safety valve E being actuated and held in the open position, the main ramp is lit as well as the flame of the safety burner A. The valve is kept in the open position until the device sensitive to the flame of the burner comes and ensures the engagement of the valve E in the open position.
Burner A is adjusted to ensure that the flame has a metastable state close to the separation limit.
When the atmosphere no longer contains sufficient oxygen, the flame is extinguished, releasing the starting devices and interrupting both the supply to the user device and the supply to the safety burner.
The safety burner can have one or more flames. In a variant the supply of the burner can be carried out by a fuel gas different from the fuel gas supplying the main rail.