EP0064017A1 - Dispositif d'alimentation pour appareils mobiles de chauffage au gaz - Google Patents

Dispositif d'alimentation pour appareils mobiles de chauffage au gaz Download PDF

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EP0064017A1
EP0064017A1 EP82420057A EP82420057A EP0064017A1 EP 0064017 A1 EP0064017 A1 EP 0064017A1 EP 82420057 A EP82420057 A EP 82420057A EP 82420057 A EP82420057 A EP 82420057A EP 0064017 A1 EP0064017 A1 EP 0064017A1
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chamber
valve
gas
chambers
burner
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Withdrawn
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EP82420057A
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German (de)
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Inventor
Alain Lacroix
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Lyonnaise des Applications Catalytiques Ste
Original Assignee
Lyonnaise des Applications Catalytiques Ste
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/10—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using thermocouples
    • F23N5/107—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using thermocouples using mechanical means, e.g. safety valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00—Regulating fuel supply
    • F23N1/007—Regulating fuel supply using mechanical means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q9/00—Pilot flame igniters
    • F23Q9/08—Pilot flame igniters with interlock with main fuel supply
    • F23Q9/12—Pilot flame igniters with interlock with main fuel supply to permit the supply to the main burner in dependence upon existence of pilot flame
    • F23Q9/14—Pilot flame igniters with interlock with main fuel supply to permit the supply to the main burner in dependence upon existence of pilot flame using electric means, e.g. by light-sensitive elements

Definitions

  • the present invention relates to a supply device for mobile gas heating devices, and in particular for catalytic heating devices.
  • Mobile gas heating devices generally include a supply system combining several functions, namely supply security, choke, and variable flow.
  • the supply safety device prevents the gas supply to the burner if the atmosphere control pilot light is not lit or if the burner is unable to operate.
  • the choke function allows the ignition of the burner which requires, when it is catalyzed, a gas boost during the first minute of operation.
  • variable flow function is ensured by a valve system which can be needle, plug or rotary.
  • the needle valve has the advantage of having an adjustable flow at will between the minimum speed and the maximum speed which are obtained by an injector for the maximum speed and by a very precise position of the needle for the minimum speed.
  • each valve Due to the specific nature of the valve and the absence of adjustment possibilities, each valve has a machining function of a very precise gas and operating pressure. This specificity takes away a lot of flexibility when using this type of tap. In addition, given the precision necessary to obtain a good seal on the rotating part or plug, it sometimes occurs with the use of gas leaks due to the rupture of the film of grease on the bent part of the turning.
  • the flow variation function is performed manually by the user to increase or reduce the heating rate of his device. This easement does not allow the desired temperature to be reached without user intervention.
  • the present invention aims to overcome the drawbacks of existing systems.
  • the piston mounted in the second body closes the supply duct of gas mounted in bypass.
  • the rod causing the communication of the chambers of the first body is actuated, allowing the gas supply to the pilot atmosphere control and the burner on the one hand, by the direct passage from the third chamber of the first body and, on the other hand, from the flow control system, which is continuously supplied by a tube.
  • the combination of these two flows corresponds to the required ignition flow.
  • the electromagnet housed in the first chamber keeps the valve in the open position allowing communication between the first and second chambers, ensuring, on the one hand, the supply of the pilot atmosphere control and, on the other hand , of the flow regulation system, the gas supply of the latter being made not only by the tube which is kept open permanently, may also by bypass, since, depending on the desired temperature, the piston has been released from his seat.
  • the piston can again be brought to the closed position.
  • the device shown in Figures 1 to 4 is intended for supplying gas to a catalyzed burner (2). With this burner (2) is associated an atmosphere control pilot light (3) whose flame acts on a thermocouple (4).
  • the gas supply device for this burner comprises a gas supply system (5) with which is associated a system (6) for adjusting the gas flow rate.
  • the assembly (5) comprises, inside a body, a first chamber (7) into which opens a tube (8) for the arrival of gas, and in which is housed an electromagnet (9) which , powered by the thermocouple (4), tends to release from its seat a shutter (10) against the action of a spring (12).
  • the shutter (10) ensures the separation between the chamber (7) and a second chamber (13) into which open, on the one hand, a tube (14) supplying the pilot light (3) for atmosphere control. and, on the other hand, a tube (15) supplying the flow control device.
  • a valve (16) subjected to the action of a spring (17) ensuring the separation between the chamber (13) and a third chamber (18).
  • a tube (19) capable of ensuring the direct supply of the burner during the ignition period.
  • the chambers (13) and (18) are crossed axially by a sliding rod (20) operable from the outside by a pusher (22).
  • the valve (16) is integral with the rod (20) and the latter can act on the valve (10) to allow the communication of the chambers (7) and (13).
  • the gas supply pipe (15) to the flow control system is subdivided into a pipe (23) communicating permanently via a calibrated orifice (24) with a chamber (25) into which the pipe opens.
  • (26) main supply to the burner, and into a branched pipe (27) also opening into the chamber (25) after passage through an opening (28) delimited by a frustoconical edge, forming a seat for a piston (29) also of frustoconical shape, the seal in the closed position being ensured by a seal (31).
  • This arrangement provides a good seal while being simple to produce, since it does not require absolutely perfect machining of the parts since the seal is obtained by the seal.
  • the piston (29) is displaceable according to the reactions of a sensitive element such as a bulb (30) in contact with the ambient air, this displacement being a function of the temperature displayed using the adjustment button (32).
  • the user puts the valve (10) in contact with the electromagnet (9) by pressing on the rod (20) via the pusher (22).
  • the gas feeds the three chambers (7), (13) and (18) of the body (5) and consequently the pilot light (3), the burner by the pipe (19) on the one hand, and also by the pipes ( 23) and (26) on the other hand.
  • the gas flows passing through the pipes (19) and (26) provide a flow corresponding to the ignition flow of the burner.
  • the pusher (22) is released, as shown in FIG. 3.
  • the valve (10) remains pressed against the electromagnet (9) due to the supply thereof by the thermocouple (4) which is in contact with the pilot (3).
  • the piston (29) is released from its seat (28), its position being a function of the state of the bulb (30).
  • the supply of the burner by the pipe (26) is therefore done not only by the pipe (23), but also by the branch pipe (27).
  • an injector (33) is provided, the calibration of which corresponds to the maximum power of the burner (2).
  • the gas flow is therefore flexible and directly dependent on the temperature of the ambient medium.
  • Figure 5 of the accompanying schematic drawing shows a variant of the body (5) of gas inlet, further equipped with a pipe (34) for supplying an ignition pilot operating during the operating time of the starter.
  • a pipe (34) for supplying an ignition pilot operating during the operating time of the starter.
  • This function is easily obtained since it suffices that the tubing (34) opens into the chamber (18), which performs the choke function, and is separated from the outlet of the tubing (19) by a valve (35) identical to the valve ( 16) and actuated like this by the rod (20).
  • Figure 6 of the accompanying drawing shows an alternative embodiment of the element (6) for adjusting the flow rate.
  • the adjustment of the flow rate is manual, and obtained by pressing a button (36) ensuring the displacement of an inert part (37) which, integral with the piston (29), replaces the sensitive element (30).

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Abstract

Ce dispositif comprend, en combinaison: - un corps (5) dans lequel sont ménagées trois chambres, dont la première (7) communique avec la tubulure (8) d'amenée du gaz, la seconde (13) assure l'alimentation d'une veilleuse (3) de contrôle d'atmosphère, et la troisième (18) assure une alimentation directe du brûleur (2) en période d'allumage et, - un corps (6) contenant le système de réglage du débit de gaz en fonction de la température souhaitée de l'air ambiant. Application aux appareils de chauffage par catalyse.

Description

  • La présente invention a pour objet un dispositif d'alimentation pour appareils mobiles de chauffage au gaz, et notamment pour appareils de chauffage par catalyse.
  • Les appareils mobiles de chauffage au gaz comportent généralement un système d'alimentation regroupant plusieurs fonctions, à savoir sécurité d'alimentation, starter, et débit variable.
  • La sécurité d'alimentation interdit l'alimentation en gaz du brûleur si la veilleuse de contrôle d'atmosphère n'est pas allumée ou si le brûleur n'est pas en mesure de fonctionner.
  • La fonction starter permet l'allumage du brûleur qui nécessite, lorsqu'il est à catalyse, une suralimentation en gaz pendant la première minute de fonctionnement.
  • La fonction de débit variable est assurée par un système de robinetterie qui peut être à pointeau ou à boisseau ou tournant.
  • Le robinet à pointeau présente l'avantage de posséder un débit réglable à volonté entre le régime minimum et le régime maximum qui sont obtenus par un injecteur pour le régime maximum et par une position bien précise du pointeau pour le régime minimum.
  • Cependant, la réalisation d'un robinet à pointeau regroupant les trois fonctions énumérées, est complexe et par suite coûteuse, notamment pour l'obtention du corps du robinet et l'usinage de ce dernier.
  • C'est pour cette raison que les robinets à boisseaux sont de plus en plus fréquemment utilisés. Ce dernier robinet ne permet de disposer que d'un certain nombre de régimes de fonctionnement qui sont généralement au nombre de trois, à savoir minimum, maximum et moyen.
  • Du fait du caractère spécifique du robinet et de l'absence de possibilités de réglage, chaque robinet a un usinage fonction d'un gaz et d'une pression d'utilisation très précis. Cette spécificité enlève beaucoup de souplesse dans l'utilisation de ce type de robinet. En outre, compte tenu de la précision nécessaire pour obtenir une bonne étanchéité sur la pièce tournante ou boisseau, il se produit parfois à l'usage des fuites de gaz dues à la rupture du film de graisse sur la partie rôdée du tournant.
  • Enfin, la fonction de variation de débit est assurée manuellement par l'utilisateur pour augmenter ou réduire le régime de chauffe de son appareil. Cette servitude ne permet pas d'atteindre la température désirée sans intervention de l'utilisateur.
  • La présente invention vise à pallier les inconvénients des systèmes existants.
  • A cet effet, le dispositif qu'elle concerne comprend, en combinaison :
    • - un corps dans lequel sont ménagées trois chambres susceptibles d'être mises en communication les unes avec les autres, à savoir une première chambre dans laquelle débouche la tubulure d'alimentation en gaz et contenant un électro-aimant destiné à dégager de son siège, à l'encontre de l'action d'un ressort, un clapet assurant la séparation entre la première et la seconde chambre, une seconde chambre dans laquelle débouchent une tubulure d'alimentation en gaz d'une veilleuse de contrôle d'atmosphère et une tubulure d'alimentation en gaz du système de réglage du débit, et contenant un clapet parallèle au premier clapet cité qui, maintenu en appui contre son siège par un ressort, sépare ladite chambre de la troisième chambre dans laquelle débouche une tubulure d'alimentation en gaz du brûleur, la seconde et la troisième chambres étant traversées axialement par une tige coulissante faisant saillie du corps et sur laquelle est fixé le clapet séparant les seconde et troisième chambres, et susceptible de déplacer le clapet séparant les première et seconde chambres dans un sens d'ouverture et,
    • - un corps contenant le système de réglage du débit comportant une chambre dans laquelle débouchent, en permanence par l'intermédiaire d'un orifice calibré, une tubulure d'amenée de gaz en provenance du premier corps, et une tubulure d'alimentation en gaz du brûleur,.une dérivation étant prévue entre la tubulure d'amenée de gaz et ladite chambre, qui peut être obturée par un piston commandé par les moyens de réglage de la température souhaitée de l'air ambiant.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, lorsque la tige traversant le premier corps assure, en période d'allumage, la mise en communication des première, seconde et troisième chambres respectivement, le piston monté dans le second corps obture le conduit d'amenée de gaz monté en dérivation.
  • D'un point de vue pratique, lorsque l'appareil est à l'arrêt, le flux gazeux est stoppé au niveau du clapet séparant les première et seconde chambres.
  • En phase d'allumage, la tige provoquant la mise en communication des chambres du premier corps est actionnée, permettant l'alimentation en gaz de la veilleuse contrôle d'atmosphère et du brûleur d'une part, par le passage direct à partir de la troisième chambre du premier corps et, d'autre part, à partir du système de réglage de débit, qui est alimenté en permanence par une tubulure. Le cumul de ces deux débits correspond au débit d'allumage nécessaire.
  • En fin de période d'allumage, la tige traversant le premier corps est relachée, de telle sorte que l'alimentation directe du brûleur est interrompue.
  • L'électro-aimant logé dans la première chambre maintient en position ouverte le clapet permettant la communication entre les première et seconde chambres,.assurant, d'une part, l'alimentation de la veilleuse contrôle d'atmosphère et, d'autre part, du système de réglage du débit, l'alimentation en gaz de ce dernier se faisant non seulement par la tubulure qui est maintenue ouverte en permanence, mai aussi par la dérivation, puisque, en fonction de la température recherchée, le piston a été dégagé de son siège.
  • Pour le fonctionnement en régime réduit, le piston peut de nouveau être amené en position de fermeture.
  • De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution de ce dispositif :
    • Figures 1 à 4 sont quatre vues d'une première forme d'exécution de ce dispositif au cours de quatre phases de fonctionnement ;
    • Figure 5 est une vue d'une variante du dispositif d'alimentation, comportant une tubulure d'amenée du gaz à une veilleuse d'allumage ;
    • Figure 6 est une vue d'une variante du système de réglage du débit avec réglage manuel.
  • Le dispositif représenté aux figures 1 à 4 est destiné à l'alimentation en gaz d'un brûleur (2) à catalyse. A ce brûleur (2) est associée une veilleuse de contrôle d'atmosphère (3) dont la flamme agit sur un thermocouple (4).
  • Le dispositif d'alimentation en gaz de ce brûleur comprend un système d'alimentation en gaz (5) auquel est associé un système (6) de réglage du débit de gaz. L'ensemble (5) comprend, à l'intérieur d'un corps, une première chambre (7) dans laquelle débouche une tubulure (8) d'arrivée du gaz, et dans laquelle est logé un électro-aimant (9) qui, alimenté par le thermocouple (4), tend à dégager de son siège un obturateur (10) à l'encontre de l'action d'un ressort (12). L'obturateur (10) assure la séparation entre la chambre (7) et une seconde chambre (13) dans laquelle débouchent, d'une part, une tubulure (14) d'alimentation de la veilleuse (3) de contrôle d'atmosphère et, d'autre part, une tubulure (15) d'alimentation du dispositif de réglage du débit.
  • A l'intérieur de la chambre (13) est monté un clapet (16) soumis à l'action d'un ressort (17) assurant la séparation entre la chambre (13) et une troisième chambre (18). Dans la chambre (18) débouche une tubulure (19) susceptible d'assurer l'alimentation directe du brûleur en période d'allumage.
  • Les chambres (13) et (18) sont traversées axialement par une tige coulissante (20) actionnable de l'extérieur par un poussoir (22). Le clapet (16) est solidaire de la tige (20) et cette dernière peut agir sur le clapet (10) pour permettre la mise en communication des chambres (7) et (13).
  • La tubulure (15) d'amenée du gaz au système de réglage du débit se subdivise en une tubulure (23) communiquant en permanence par l'intermédiaire d'un orifice calibré (24) avec une chambre (25) dans laquelle débouche la tubulure (26) d'alimentation principale du brûleur, et en une tubulure dérivée (27) débouchant également dans la chambre (25) après passage à travers une ouverture (28) délimitée par un bord tronconique, formant siège pour un piston (29) également de forme tronconique, l'étanchéité en position de fermeture étant assurée par un joint (31). Cet agencement procure une bonne étanchéité tout en étant de réalisation simple, car ne nécessitant pas un usinage absolument parfait des pièces puisque l'étanchéité est obtenue par le joint.
  • Dans la forme d'exécution représentée aux figures 1 à 4, le piston (29) est déplaçable en fonction des réactions d'un élément sensible tel qu'un bulbe (30) en contact avec l'air ambiant, ce déplacement étant fonction de la température affichée à l'aide du bouton de réglage (32).
  • Le dispositif fonctionne de la façon suivante :
    • Lorsque l'appareil est à l'arrêt, comme montré à la figure 1, le flux gazeux est stoppé au niveau du clapet (10). Ni la veilleuse de contrôle d'atmosphère (3), ni le brûleur (2) ne sont alimentés en gaz.
  • Pour réaliser l'allumage de l'appareil comme montré à la figure 2, l'utilisateur met en contact le clapet (10) et l'électro-aimant (9) par appui sur la tige (20) par l'intermédiaire du poussoir (22). Le gaz alimente les trois chambres (7), (13) et (18) du corps (5) et par suite la veilleuse (3), le brûleur par la canalisation (19) d'une part, et également par les canalisations (23) et (26) d'autre part.
  • Les débits de gaz passant à travers les tubulures (19) et (26) assurent un débit correspondant au débit d'allumage du brûleur.
  • Après une période de fonctionnement de l'ordre de 1 mn environ, le poussoir (22) est relaché, comme montré à la figure 3. Le clapet (10) demeure plaqué à l'électro-aimant (9) du fait de l'alimentation de celui-ci par le thermocouple (4) qui est au contact de la veilleuse (3).
  • Le clapet (16) étant en position fermée, l'alimentation du brûleur ne se fait plus directement par la tubulure (19), mais uniquement par le système de réglage de débit (6).
  • Le piston (29) se trouve dégagé de son siège (28), sa position étant fonction de l'état du bulbe (30). L'alimentation du brûleur par la tubulure (26) se fait donc non seulement par la tubulure (23), mais également par la tubulure dérivée (27). Sur la tubulure (26), est prévu un injecteur (33) dont le calibrage correspond à la puissance maximale du brûleur (2).
  • Dans la mesure où la température ambiante est proche de la température de consigne, il se produit un déplacement du piston (29) tel que celui-ci vient en appui sur son siège (28), empêchant l'admission de gaz dans la tubulure (26) à partir de la tubulure dérivée (27). Ce régime de fonctionnement représenté à la figure 4 correspond à la puissance minimale du brûleur calibrée par l'injecteur (24). Lorsque la température décroît, le bulbe (30) réagit de telle façon que le piston (29) remonte et permette à nouveau l'admission de gaz par la tubulure dérivée (27).
  • Il faut noter qu'en fonction du régime de chauffage, le passage ménagé entre le piston (29) et son siège (28) est plus ou moins important.
  • Le débit de gaz est donc modulable et directement dépendant de la température du milieu ambiant.
  • La figure 5 du dessin schématique annexé représente une variante du corps (5) d'admission de gaz, équipé en outre d'une tubulure (34) d'alimentation d'une veilleuse d'allumage fonctionnant pendant le temps de marche du starter. Cette fonction est obtenue facilement puisqu'il suffit que la tubulure (34) débouche dans la chambre (18), qui assure la fonction starter, et soit séparée du départ de la tubulure (19) par un clapet (35) identique au clapet (16) et actionné comme celui-ci par la tige (20).
  • La figure 6 du dessin annexé représente une variante d'exécution de l'élément (6) de réglage du débit. Dans ce cas, le réglage du débit est manuel, et obtenu par action sur un bouton (36) assurant le déplacement d'une pièce inerte (37) qui, solidaire du piston (29), remplace l'élément sensible (30).

Claims (8)

1. - Dispositif d'alimentation pour appareils mobiles de chauffage au gaz, caractérisé en ce qu'il comprend, en combinaison :
- un corps (5) dans lequel sont ménagées trois chambres susceptibles d'être mises en communication les unes avec les autres, à savoir une première chambre (7) dans laquelle débouche la tubulure (8) d'alimentation en gaz et contenant un électro-aimant (9) destiné à dégager de son siège, à l'encontre de l'action d'un ressort (12), un clapet (10) assurant la séparation entre la première et la seconde chambre, une seconde chambre (13) dans laquelle débouchent une tubulure (14) d'alimentation en gaz d'une veilleuse de contrôle d'atmosphère (3) et une tubulure (15) d'alimentation en gaz du système de réglage du débit, et contenant un clapet (16) parallèle au premier clapet cité qui,maintenu en appui contre son siège par un ressort (17), sépare ladite chambre de la troisième chambre (18) dans laquelle débouche une tubulure (19) d'alimentation en gaz du brûleur, la seconde et la troisième chambres étant traversées axialement par une tige coulissante (20) faisant saillie du corps et sur laquelle est fixé le clapet (16) séparant les seconde et troisième chambres, et susceptible de déplacer le clapet (10) séparant les première et seconde chambres dans un sens d'ouverture et,
- un corps (6) contenant le système de réglage du débit comportant une chambre (25) dans laquelle débouchent, en permanence par l'intermédiaire d'un orifice calibré, une tubulure (23) d'amenée de gaz en provenance du premier corps, et une tubulure (26) d'alimentation en gaz du brûleur, une dérivation (27) étant prévue entre la tubulure (15) d'amenée de gaz et ladite chambre (25), qui peut être obturée par un piston (29) commandé par les moyens de réglage de la température souhaitée de l'air ambiant.
2. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque la tige (20) traversant le premier corps (5) assure, en période d'allumage la mise en communication des première, seconde et troisième chambres respectivement, le piston (29) monté dans le second corps (6) obture le conduit (27) d'amenée de gaz monté en dérivation.
3. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le piston (29) associé au second corps (6) et apte à obturer la tubulure (27) dérivée de gaz, est de forme conique et coopère avec un siège (28) également de forme conique.
4. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le piston (29) de réglage du débit d'alimentation du brûleur est commandé par un élément thermosensible (30) en contact direct avec l'air ambiant, avec possibilité de réglage de la température de consigne.
5. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le piston (29) de réglage du débit d'alimentation du brûleur est solidaire d'une pièce inerte (37) déplaçable par un bouton de manoeuvre (36) ou similaire.
6. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les pièces constitutives des dispositifs d'alimentation à commande par élément thermosensible, ou à commande manuelle sont identiques.
7. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, dans la chambre (18) du premier corps dans laquelle débouche la tubulure (19) d'alimentation en gaz du brûleur en période d'allumage, débouche également une tubulure (34) d'alimentation en gaz d'une veilleuse, les deux zones de la chambre dans laquelle débouchent, respectivement, ces deux tubulures pouvant être séparées l'une de l'autre en période de repos par un clapet (35) actionné simultanément au clapet (16) de séparation entre les seconde et troisième chambres, par la même tige (20) que celui-ci.
8. - Application du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 à l'équipement d'appareils de chauffage par catalyse.
EP82420057A 1981-04-24 1982-04-21 Dispositif d'alimentation pour appareils mobiles de chauffage au gaz Withdrawn EP0064017A1 (fr)

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EP82420057A Withdrawn EP0064017A1 (fr) 1981-04-24 1982-04-21 Dispositif d'alimentation pour appareils mobiles de chauffage au gaz

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US (1) US4511326A (fr)
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