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,La présente invention concerne un groupe générateur à thermocouple et brûleur pilote, et plus particulièrement un groupe, générateur de ce genre utilisant un brûleur pilote du type sans air primaire.
Dans le passé, les dispositifs de commande thermostatique de sécurité dépendaient entièrement d'un brûleur pilote, qui ne formait pas un bloc avec son thermocouple, auquel il .était simplement réuni par unrgane commun de montage.
Dans ces combinaisons, le brûleur pilote consommait une quantité relativement importante de combustible dans son double rôle consistant à allumer le brûleur principal et à agir sur une petite partie au maximum du thermocouple pour maintenir l'excitation d'un électro-aimant dans le but de maintenir en position d'ouverture une valve d'alimentation en combustible. Ces dispositifs étaient handicapés du fait
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qu'on avait besoin d'urûleur pilote relativera.-,-4,%t grand pour produire une flamme adéquate destinée à chauffer le thermo- couple, qui était disposé sur le trajet d'une petite partie seulement de la flamme.
Ces combinaisons, outre -qu'elles étaient encombrantes et coûteuses, qu'elles consommaient beaucoup de gaz et qu'elles -exigeaient de nombreuses manipulations pour leur installation, produisaient ce que l'on appelait des conditions "de cuisiniè- re chaude" et de"cuisine chaude". Quand les brûleurs princi- paux de la cuisinière n'étaient pas utilisés, la flamme sor- tant du brûleur pilote était si grande qu'on pouvait observer une élévation nette de la température dans la structure de la cuisinière et dans son voisinage immédiat.
Dans ces dernières années, l'apparition des groupe-- à brûleur pilote et à thermocouple résolvait un grand nombre des anciens problèmes, mais ne réduisait les inconvénients que dans une faible mesure. Ces groupes comprenaient un petit thermocouple logé dans le carter du brûleur pilote et n'exi- geaient qu'une petite flamme, qui était suffisante pour chauf- fer la soudure ou jonction chaude du thermocouple. Bien que ces dispositifs marquent un nouveau progrès vers la perfection finale dans l'emploi, des brûleurs pilotes et des dispositifs thermostatiques de sécurité, ils sont encore déficients en ce qui concerne l'élimination des principaux inconvénients constatés présentement dans les dispositifs courants à brûleur pilote et à thermocouple séparés.
Le groupe brûleur pilote-thermocouple de ces dernières années utilise un mélange de gaz et d'air ou mélange primaire, à peu près de la même manière qu'autrefois, et il souffre par conséquent de tous les inconvénients rencontrés avec un tel mélange. pour préparer ce,mélange gaz-air, on utilise pour le gaz un orifice, dont les dimensions doivent être réalisées
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avec des tolérances extrêmement étroites, pour permettre le passage d'une quantité convenable de gaz dans une chambre de mélange.
Comme le débit du gaz à travers cet orifice est très sensible à la seétion de celui-ci, le fait que ce dernier est légèrement obstrué influe immédiatement sur la quantité de gaz pénétrant dans la chambre de mélange et il en résulte une contraction importante de la flamme du brûleur; qui peut alors ne plus être capable d'allumer le brûleur principal.
Il en est peu près de même de l'air primaire, qui s'é- coule dans le canal aboutissant à la chambre de mélange et doit être protégé d'une manière appropriée contre les impure- @ tés car toute obstruction de ce canal se manifesterait im- méduiatement a l'extrémité de la flamme du brûleur pilote.
La réalisation d'un orifice conforme à des tolérances exactes, 'de même que la fabrication d'un filtre d'air, ont augmenté considérablement le prix de revient des dispositifs actuels.
D'autre part, puisque les orifices de ces dispositifs sont sensibles à des conditions variables; on est obligé de les remplacer pour pouvoir utiliser des types différents de gaz domestique avec des pressions et des densités différentes, ce qui augmente le prix de fabrication et d'installation du dispositif.
Un autre inconvénient du dispositif actuel à brûleur pilote et thermocouple est sa consommation relativement élevée de gaz et sa tendance à créer des conditions "de cuisinière chaude" et de "cuisine chaude".
Bien que ces dispositifs utilisent 'une' flamme plus petite que les anciennes combinaisons d'un brûleur pilote et d'un thermocouple, leur brûleur pilote ne peut cependant que réduire la tendance à créer des conditions de "cuisi- nière chaude".
De nombreuses tentatives sans aucun succès ont été faites pour réaliser un brûleur pilote idéal à "cuisinière
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froide", du type utilisé pour commander une valve thermo- magnétique d'alimentation'en gaz. Dans la plupart des solu- tions proposées, on cherchait à diminuer les dimensions du brûleur pilote pour obtenir une petite flamme et à augmenter le voltage de sortie du thermocouple. Cependant, les brû- leurs pilotes actuels, et particulièrement ceux du type dans lequel est logé un thermocouple, sont du type à air primaire et sont soumis à des limitations définies, en ce qui concerne -les dimensions, .,pour réaliser un fonctionnement satisfaisant.
,Il est admis.généralement dans la présente technique que le brûleur pilote du type à air primaire comporte une marge étroite de la quantité de chaleur dégagée, et que pour conser- ver une flamme efficace à la pointe du brûleur il faut main- tenir le minimum de cette marge à une valeur relativement grande, parce qu'une certaine quantité de gaz doit s'écouler dans la chambre de mélange à partir de l'orifice avec une vitesse suffisante pour aspirer l'air atmosphérique et se mélanger correctement avec lui.
Au contraire, le brûleur pilote du type sans air pri- maire possède une marge relativement large de la chaleur dégagée et on peut fermer l'arrivée du gaz brut s'écoulant vers le brûleur jusqu'à une valeur extrêmement faible du débit de sortie tout en maintenant une flamme efficace à l'extrémité du brûleur. Pendant le fonctionnement, le gaz brut s'échappe vers le haut à traversl'intérieur du corps du brûleur et sort à l'air libre par des orifices appropriés de flamme, où le gaz s'aère et brûle à peu près en même temps. Dans ce type debrûleur, il est facile de consommer à la sortie un nombre extrêmement faible de calories à l'heure et de produire cependant une chaleur suffisante pour maintenir en position d'ouverture une valve .thermomagnéti- que et pour allumer un brûleur principal.
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La présente invention a pour objet un groupe brûleur pilote-thermocouple qui supprime les inconvénients des dis- positifs analogues utilisés actuellement. A cet effet, le brûleur pilote conforme à l'invention est du type sans air primaire et se présente.sous-la forme d'un organe tubulaire; qui entoure un thermocouple allongé et comprend à une extré- mité un certain nombre d'orifices annulaires de flamme, près de la soudure chaude du thermocouple.
Un orifice servant de .limiteur de débit est prévu dans la partie du brûleur où est admis le gaz brut. ,puisqu' 'on n'a pas besoin de mélanger de l'air primaire avec le gaz, il suffit que l'orifice soit ca- pable de restreindre légèrement la quantité de gaz entrant dansée brûleur et il n'est pas nécessaire qu'il règle le débit du gaz entre des limites précises. Le brûleur conforme à l'invention est étudié pour maintenir l'excitation d'une valve thermomagnétique, pendant que celle-ci est ouverte, et pour allumer un brûleur principal, avec une consommation relativement faible.
La présente invention a donc pour but de réaliser un allumage convenable du brûleur principal et de chauffer un dispositif thermostatique de commande de sécurité à l'aide d'un brûleur pilote qui ne consomme à tout instant qu'une quantité extrêmement faible de gaz.
. De plus, un nouveau procédé de soudure est utilisé pour former et permettre de chauffer au maximum la jonction chau- de du thermocouple, tout en empêchant la formation de car- bone à cet endroit. A cet effet, on soude par,rapprochement un morceau de fil métallique, constitué par la même matière que l'un des éléments du thermocouple, sur l'extrémité de l'autre élément du thermocouple, de manière qu'une petite partie de ce fil ne soit pas fondue. On soude ensuite l'ex- ,trémité du fil, qui est éloignée de la soudure précédente par rapprochement, sur l'élément du thermocouple constitué
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'par la même matière et on isole ainsi l'autre élément du thermocouple du gaz brut et de la flamme.
L'invention se propose également de réaliser un groupe brûleur pilote-thermocouple compact, qui comprenne des piè- ces ordinaires assemblées d'une maniéré simple, afin de dimi- nuer le prix de la fabrication, de l'installation et du rem- placement des pièces.
L'invention a également pour but d'éliminer les condi- tions de "cuisinière chaude" et "dé 'cuisine chaude" causées .par les groupes brûleurs pilote-thermocouple utilisés actuel- lement.
L'invention vise aussi à ,améliorer les caractéristiques .de fermeture d'un groupe brûleur pilote-thermocouple, à réaliser un fonctionnement silencieux de celui-ci et à imi- nuer la tendance habituelle aux retours de flamme des groupes actuels.
D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre et qui se réfère au dessin annexé. Sur ce dessin :
La fig. 1 est une coupe partielle du dispositif confor- me à l'invention et considéré à un stade de son assemblage; fige 2 est une coupe partielle et à grande échelle 'd'un détail particulier;
La fig. 3 est une coupe d'une combinaison générateur- brûleur pilote conforme à l'invention;
La fig. 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la fig. 3.
Si l'on considère les fig. 1 à 3, on y voit une combi- naison d'un brûleur-pilote et d'un thermocouple ; cette combinaison comprend un corps tubulaire 10 de brûleur pilote, qui comporte une extrémité rabattue vers l'intérieur et munie de plusieura fentes équidistantes 12 constituant des
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orifices de flamme. Dans le cas du dessin, il y a 4 orifices de ce genre. Un thermocouple désigné dans son ensemble par 14 est logé et supporté a l'intérieur du corps 10.
Le thermocouple 14 comprend un élément extérieur 16 d'une forme tubulaire, qui comporte :'Une', partie annulaire et étranglée 18 faisant saillie à l'extérieur du brûleur 10 et réalisant une paroi intérieure et annulaire des orifices 12 de flamme. Un élément intérieur de thermocouple22 se présentant sous a,forme d'une tige est disposé a l'intérieur ,de l'élément.16; son extrémité supérieure s'étend partielle- ment.dans la partie étranglée 18 et se fixe d'une manière que l'on;expliquera plus loin.
Il faut remarquer que le corps de brûleur 10 et les éléments 16 et 22 sont disposés de préfé- ence autour d'un axe commun, avec l'élément extérieur 16 concentri-que au corps de brûleur 10. Puisque l'élément ex- térieur 16'du.thermocouple a un diamètre plus faible que le Corps 10, un canal annulaire 24 est ménagé entre eux et sert à acheminer le courant de combustible brut depuis une source d'alimentation non représentée) jusqu'aux orifices 12 du brûleur.
Comme on le voit sur les fig. 1 et 2, l'extrémité supé- rieure de l'élément intérieur 22 du thermocouple ne s'étend pas tout a fait jusqu'à l'extrémité de la partie étranglée 18 de l'élément extérieur 16 ; cavité 26 subsiste à l'extrémité de la partie étranglée 18 pour recevoir une ma- tière de remplissage que l'on décrira plus loin. Un disque annulaire de retenue 28 est fixé sur l'extrémité de la partie étranglée 18 ; cedisque est écarté des orifices 12, mais sur- plombe ceux-ci et sert à étaler le gaz brut sortant par ces orifices.
Pour compléter la structure du thermocouple, un manchon isolant 30 constitué par une matière appropriée, par exemple du "Fiberglass" est disposé entre l'élément
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extérieur 16 et l'élément intérieur 22 du thermocouple et se termine avant d'atteindre la partie étranglée 18.
Le corps tubulaire ,10, Isolément extérieur 16 et le disque de retenue 28 sont tous constitués de préférence par un acier à 27% de, chrome; quant à l'élément conducteur inté- rieur du thermocouple, il est constitué par l'alliage cons- 'tantan bien connu, qui comprend approximativement 45% de ni- ckel et 55% de cuivre. Il est bien connu dans la présente .technique que le nickel) en présence' d'un gaz combustible con- tenant du soufre, provoque le dépôt d'une quantité indésira- ble de carbone aur le métal par suite du craking du gaz com- bustible.
Les anciens procédés de soudure des éléments in- térieur et.extérieur d'un thermocouple consistaient simplement à faire fondre les extrémités de ces éléments, en utilisant .-par exemple le procédé bien connu de soudure "Heliarc". jusqu'au moment où une jonction solide était obtenue aux ex- trémités. Cependant,'puisque l'élément intérieur du thermo- couple faisait partie de la jonction soudée résultante, du nickel était introduit dans cette jonction.
En conséquence, le gaz combustible qui s'écoulait autour de la jonction sou- dée produisait à cet endroit une formation importante de carbone ,
Pour supprimer ce contact du gaz avec le nickel incor- por à à l'élément intérieur 22, on soude en 33 un morceau de fil 32 en acier au chrome, sur l'extrémité supérieure de l'élément intérieur 22, à l'intérieur de la cavité 26 déjà 'mentionnée (fig.
2). On voit sur cette figure qu'une cer- taine quantité de métal 35 non fondue et exempte de nickel, provenant du fil 32 en acier au chrome, reste dans la cavité
26 et que le disque de retenue 28, la partie étranglée 18 et la-partie supérieure adjacente du fil 32 sont ensuite, soudés ensemble.= ..L'alliage de soudure désigné par le nombre de référence
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34 consiste en acier au chrome fourni par l'élément 16, le disque 28 et la partie adjacente du fil 32 en acier au chrome exempt de nickel.
Ainsi, un corps constitué par l'acier au chrome non fondu 35 reste entre l'élément intérieur 22, conte- nant du nickel, let la soudure.34..De cette'manière, le ther- môcouple 14 comporte une jonction chaude, constituée par la connexion rigide et soudée 33 entre l'extrémité supérieure de l'élément 16 et la partie inférieure du fil 32.
. Comme on le 'voit sur la fig. 3, 'l'extrémité inférieure du corps tubulaire de brûleur 10 est logée dans un alésage 36 formé dans un,support de brûleur 38 ; elle est soudée dans cet alésage ou fixée d'une autre manière sur le support 38 par un moyen approprié quelconque. Pour empêcher le gaz de s'é- chapper entre les pords de l'alésage 36 et la paroi extérieure de l'organe 10, on dispose entre ces deux parties une matière app,ropriée d'étanchéité 37, qui peut être constituée par une matière de soudure si le corps 10 est soudé sur le support 38.
Un canal incliné 40 est forme dans le support 38 et communique avec le canal annulaire 24 pour amener dans celui-ci le gaz combustible brut. Un raccord 42 pris dans la masse du support
38 et s'étendand à partir de celui-ci à peu près parallèle- ment au corps 10 comporte une chambre 44 qui communique avec le canal 40. Un tube 46 d'alimentation en gaz est monté sur ,,le raccord 42 par un moyen approprié quelconque et déb se du :gaz dans la chambre 44 par un petit orifice 48 de limitation , de débit disposé à l'intérieur du raccord 42.
L'extrémité inférieure de l'élément extérieur 16 du thermocouple est logée dans un alésage 50 formé dans la partie ' inférieure du support 38; cette extrémité est soudée dans cet alésage en 52 avec de la soudure d'argent. Un fil conducteur et isolé 54 est connecté axialement en 56, par exemple par soudure d'argent, à l'extrémité inférieure de J'élément inté- rieur 22 du thermocouple pour former la soudure ou jonction
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froide de celui-ci.
Un tube conducteur 58 renferme le fil isolé 54; il est relié à l'extrémité inférieure de l'élément 16 par la même soudure à l'argent 52 qui relie l'élément 16 ,au support 38. -Ori voit que le fil 54 et le tube 58 servent de conducteurs pour transmettre le courant-engendré par le thermocouple 14 à une bobine d'excitation d'une valve ther- omagnétique (non représentée).
Pour expliquer le fonctionnement, on suppose que le dis- positif à thermocouple et brûleur pilote représenté sur la fig. 3 est connecté convenablement, pour être utilisé dans un appareil de chauffage, de manière que le corps 10 du brûleur pilote soit dans.une'position relative appropriée d'allumage par,rapport au brûleur principal (non représenté) de l'appa- reil de chauffage ; on suppose aussi que le gaz est fourni à *et appareil sous le contrôle d'une valve thermostatique (non représentée) de manière à maintenir l'appareil à une tempéra- ture de chauffage 'désirée. Pour faire fonctionner l'appareil, en tourne un robinet de gaz (non représenté) de manière à le faire passer en position d'ouverture.
On permet ainsi à en courant de gaz brut d'arriver aux orifices de flamme 12 (OÙ' le gaz est allumé par un moyen ordinaire quelconque) par L'intermédiaire du tube 46, de la. chambre 44, du canal 40 et du canal 24. L'invention permet de consommer un nombre relativement faible de calories à l'heure.
Les orifices annulaires 12 forment un manchon circulai- se de flamme autour de la partie étranglée 18 du thermocou- ple 14; cette. flamme est maintenue et stabilisée suffisam- ment par le disque 28 pour réduire le risque de son extinc- tion accidentelle. Le disque 28 sert également à étaler le courant de gaz sortant par les orifices 12 et à produire ainsi une turbulence, de tellé sorte que le gaz brûle avec cen flamme bleue malgré l'absence d'air primaire. De plus,
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le disque 28 offre a la flamme une plus grande surface de chauffage, en réalisant ainsi vers la jonction chaude du thermocouple un trajet meilleur conducteur de la chaleur.
D'après la.description précédente, on voit que la présen- te invention combine un brûleur pilote consommant peu de gaz avec un thermocouple sensible et relativement puissant.
Jusqu'à présent, les dispositifs de ce type général utili- saient un mélange d'air primaire et de gaz pour former le com- bustible du brûleur pilote, mais ne réalisaient pas un brû- leur à faible consommation de gaz, parce que le gaz devait aléa couler à grande -vitesse à travers un orifice pour pouvoir , entraîner une quantité d'air suffisante et se mélanger avec celle-ci. La présente invention supprime cette limitation en utilisant un brûleur pilote du type sans air primaire, aur 'peut chauffer d'une manière adéquate un thermocouple incor- poré, même si la consommation de gaz est extrêmement faible et inférieure à celle qu'on peut réaliser avec les brûleurs du type à air primaire ou bunsen.
Une autre caractéristique de la présente invention rési- de dans le nouveau procédé de formation de la jonction chau- de du thermocouple; on empêche dans cette jonction le nickel de l'élément Intérieur, par un moyen quelconque, de venir en contact avec l'atmosphère environnante du brûleur pilote, en utilisant pour cela un isolant constitué par une masse non fondue d'un acier inoxydable au chrome, qui se trouve entre l'élément et l'air environnant. De cette manière, le nickel n'est pas liquéfié, comme cela se produit dans le cas des procédés ordinaires de soudure, et ne peut pas se mélanger avec les autres éléments de la jonction chaude; il n'est donc pas exposé à l'air libre.
On a décrit ci-dessus en détail un mode de réalisation particulier del invention, mais il est bien entendu que
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i'invention±1'est nullement limitée par le,dispositif décrit, et que celui-ci peut recevoir au contraire de nombreuses mo- difications sans sortir.pour cela du domaine de l'invention.
[REVENDICATIONS
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1 Groupe d'un brûleur pilote et d'un thermocouple, caractérisé par le fait qu'il comprend un premier élément de ,thermocouple, un deuxième élément de thermocouple écarté du 'premier, deux extrémités respectives' de ces éléments étant réunies pour former-une jonction chaude, et un dispositif pour,diriger un courant de gaz brut sur le deuxième élément et le long de l'axe de celui-ci, ce dispositif comprenant un organe perforé disposé près de 'l'extrémité inférieure du pre-
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mier élément pour diriger le courant de gaz brut au voisinage :des extrémités formant la jonction chaude de manière qu'une flamme agisse sur les dites extrémités.
2 Groupe d'un brûleur pilote et d'un thermocouple selon 1, caractérisé par le fait que le premier élément de thermo- couple consiste en une tige métallique et que le deuxième élé- ment de thermocouple est constitué par un élément métallique tubulaire entourant coaxialement la dite tige et ecarte radia- lement de celle-ci.
3 Groupe d'un brûleur pilote et d'un thermocouple se- Ion 1, caractérisé par le fait que le dispositif destiné a diriger le courant de gaz au voisinage de la jonction chaude bomprend un deuxième organe perforé adjacent à la dite jonc- tion et comportant une ouverture d'admission du courant de gaz brut près de l'un des éléments de thermocouple.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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The present invention relates to a generator group with thermocouple and pilot burner, and more particularly a generator group of this type using a pilot burner of the type without primary air.
In the past, thermostatic safety control devices depended entirely on a pilot burner, which did not form a block with its thermocouple, to which it was simply joined by a common mounting member.
In these combinations, the pilot burner consumed a relatively large amount of fuel in its dual role of igniting the main burner and acting on a small part at most of the thermocouple to maintain the excitation of an electromagnet in order to keep a fuel supply valve in the open position. These devices were disabled due to
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that we needed a pilot urûner will relativize .-, - 4,% t large to produce an adequate flame intended to heat the thermocouple, which was arranged in the path of only a small part of the flame.
These combinations, besides being bulky and expensive, consuming a lot of gas and requiring a lot of handling for their installation, produced what were called "hot cook" conditions and of "hot cooking". When the main burners of the range were not in use, the flame exiting the pilot burner was so large that a marked rise in temperature could be observed in the structure of the range and in its immediate vicinity.
In recent years, the appearance of groups - with pilot burner and thermocouple solved many of the old problems, but reduced the disadvantages only to a small extent. These groups consisted of a small thermocouple housed in the pilot burner housing and required only a small flame, which was sufficient to heat the hot weld or junction of the thermocouple. Although these devices mark a further advance towards ultimate perfection in the use of pilot burners and thermostatic safety devices, they are still deficient in eliminating the main drawbacks presently observed in current pilot burner devices. and separate thermocouple.
The pilot-thermocouple burner group of recent years uses a mixture of gas and air or primary mixture, in much the same way as before, and it therefore suffers from all the disadvantages encountered with such a mixture. to prepare this gas-air mixture, an orifice is used for the gas, the dimensions of which must be achieved
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with extremely tight tolerances, to allow passage of a suitable amount of gas in a mixing chamber.
As the flow of gas through this orifice is very sensitive to the separation thereof, the fact that the latter is slightly obstructed immediately affects the amount of gas entering the mixing chamber and the result is a significant contraction of the gas. burner flame; which may then no longer be able to light the main burner.
Much the same is true of the primary air, which flows into the channel leading to the mixing chamber and must be suitably protected against impurities as any obstruction of this channel will occur. would appear immediately at the end of the pilot burner flame.
Making an orifice to exact tolerances, as well as making an air filter, have significantly increased the cost of current devices.
On the other hand, since the orifices of these devices are sensitive to varying conditions; we have to replace them in order to be able to use different types of domestic gas with different pressures and densities, which increases the cost of manufacturing and installing the device.
Another disadvantage of the current pilot burner and thermocouple device is its relatively high gas consumption and its tendency to create "hot cooker" and "hot cook" conditions.
Although these devices use a 'smaller' flame than the older combinations of a pilot burner and thermocouple, their pilot burner however can only reduce the tendency to create "hot stove" conditions.
Numerous unsuccessful attempts have been made to achieve an ideal pilot burner with a stove.
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cold ", of the type used to control a thermomagnetic gas supply valve. In most of the solutions proposed, an attempt was made to reduce the dimensions of the pilot burner to obtain a small flame and to increase the output voltage. However, current pilot burners, and particularly those of the type in which a thermocouple is housed, are of the primary air type and are subject to definite limitations with regard to dimensions. satisfactory operation.
It is generally accepted in the present technique that the pilot burner of the primary air type has a narrow margin in the amount of heat released, and that in order to maintain an effective flame at the burner tip it is necessary to maintain the flame. minimum of this margin to a relatively large value, because a certain amount of gas must flow into the mixing chamber from the orifice with sufficient velocity to suck atmospheric air and mix with it properly.
On the contrary, the pilot burner of the type without primary air has a relatively large margin of the heat released and the inlet of the raw gas flowing to the burner can be shut off down to an extremely low value of the output flow while by maintaining an efficient flame at the end of the burner. During operation, the raw gas escapes upward through the interior of the burner body and exits to the air through appropriate flame orifices, where the gas aerates and burns at approximately the same time. In this type of burner, it is easy to consume at the outlet an extremely low number of calories per hour and yet to produce sufficient heat to keep a thermomagnetic valve in the open position and to ignite a main burner.
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The present invention relates to a pilot burner-thermocouple unit which overcomes the drawbacks of similar devices currently used. To this end, the pilot burner according to the invention is of the type without primary air and is in the form of a tubular member; which surrounds an elongated thermocouple and has a number of annular flame holes at one end near the thermocouple hot weld.
An orifice serving as a flow limiter is provided in the part of the burner where the raw gas is admitted. , since there is no need to mix primary air with the gas, it suffices that the orifice is able to slightly restrict the quantity of gas entering the burner and it is not necessary that it regulates the gas flow between precise limits. The burner according to the invention is designed to maintain the excitation of a thermomagnetic valve, while the latter is open, and to ignite a main burner, with relatively low consumption.
The object of the present invention is therefore to achieve suitable ignition of the main burner and to heat a thermostatic safety control device with the aid of a pilot burner which at any time consumes only an extremely small quantity of gas.
. In addition, a new soldering process is used to form and heat the hot junction of the thermocouple as much as possible, while preventing carbon formation there. For this purpose, we weld by, bringing together a piece of metal wire, consisting of the same material as one of the elements of the thermocouple, on the end of the other element of the thermocouple, so that a small part of this wire is not melted. The end of the wire, which is remote from the previous weld by bringing together, is then welded onto the element of the thermocouple formed
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'by the same material and the other element of the thermocouple is thus isolated from the raw gas and from the flame.
The invention also proposes to realize a compact pilot burner-thermocouple group, which comprises ordinary parts assembled in a simple manner, in order to reduce the cost of manufacture, installation and replacement. pieces.
It is also an object of the invention to eliminate the "hot cook" and "hot cook" conditions caused by the pilot-thermocouple burner groups in use today.
The invention also aims to improve the closing characteristics of a pilot-thermocouple burner group, to achieve silent operation of the latter and to reduce the usual tendency for flashbacks of current groups.
Other objects and advantages of the invention will become apparent from the description which follows and which refers to the accompanying drawing. On this drawing :
Fig. 1 is a partial section of the device according to the invention and considered at a stage of its assembly; Fig 2 is a partial and large-scale section of a particular detail;
Fig. 3 is a sectional view of a generator-pilot burner combination according to the invention;
Fig. 4 is a section taken along line IV-IV of FIG. 3.
If we consider figs. 1 to 3, we see a combination of a pilot burner and a thermocouple; this combination comprises a tubular body 10 of the pilot burner, which has an end folded inwards and provided with several equidistant slots 12 constituting
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flame orifices. In the case of the drawing, there are 4 such holes. A thermocouple designated as a whole by 14 is housed and supported inside the body 10.
The thermocouple 14 comprises an outer element 16 of a tubular shape, which comprises: 'A', annular and constricted part 18 projecting outside the burner 10 and forming an inner and annular wall of the flame orifices 12. A thermocouple 22 inner element in the form of a rod is disposed inside the element.16; its upper end extends partially into the constricted part 18 and is fixed in a manner which will be explained later.
It should be noted that the burner body 10 and the elements 16 and 22 are preferably arranged around a common axis, with the outer element 16 concentric with the burner body 10. Since the outer element 16 'of the thermocouple has a smaller diameter than the body 10, an annular channel 24 is formed between them and serves to convey the stream of raw fuel from a power source (not shown) to the orifices 12 of the burner.
As seen in Figs. 1 and 2, the upper end of the inner member 22 of the thermocouple does not extend all the way to the end of the constricted portion 18 of the outer member 16; cavity 26 remains at the end of the constricted part 18 to receive a filling material which will be described later. An annular retaining disc 28 is attached to the end of the constricted portion 18; This disc is moved away from the orifices 12, but overhangs the latter and serves to spread the raw gas exiting through these orifices.
To complete the structure of the thermocouple, an insulating sleeve 30 made of a suitable material, for example "Fiberglass" is placed between the element.
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exterior 16 and interior element 22 of the thermocouple and terminates before reaching the constricted portion 18.
The tubular body, 10, Outer insulation 16 and the retaining disc 28 are all preferably made of a 27% chromium steel; the inner conductive element of the thermocouple is the well known constant alloy, which comprises approximately 45% nickel and 55% copper. It is well known in the present art that nickel) in the presence of a fuel gas containing sulfur, causes deposition of an undesirable amount of carbon in the metal as a result of cracking of the compound gas. bustible.
The old methods of soldering the inner and outer elements of a thermocouple consisted simply of melting the ends of these elements, for example using the well known "Heliarc" welding process. until a solid junction was obtained at the ends. However, since the inner member of the thermocouple was part of the resulting welded junction, nickel was introduced into this junction.
As a result, the combustible gas flowing around the welded junction produced significant carbon formation there,
To eliminate this contact of the gas with the nickel incorporated in the interior element 22, a piece of chromium steel wire 32 is welded at 33, on the upper end of the interior element 22, inside of the cavity 26 already mentioned (fig.
2). It can be seen in this figure that some unmelted and nickel-free metal 35 from the chrome steel wire 32 remains in the cavity.
26 and that the retaining disc 28, the constricted part 18 and the adjacent upper part of the wire 32 are then welded together. = .. The weld alloy designated by the reference number
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34 consists of chrome steel provided by element 16, disc 28 and the adjacent portion of wire 32 of nickel free chrome steel.
Thus, a body consisting of the unmelted chromium steel 35 remains between the inner element 22, containing nickel, and the weld. 34. In this way, the thermocouple 14 has a hot junction, constituted by the rigid and welded connection 33 between the upper end of the element 16 and the lower part of the wire 32.
. As can be seen in FIG. 3, the lower end of the tubular burner body 10 is accommodated in a bore 36 formed in a burner support 38; it is welded in this bore or otherwise fixed to the support 38 by any suitable means. In order to prevent gas from escaping between the edges of the bore 36 and the outer wall of the member 10, there is placed between these two parts an appropriate sealing material 37, which may be constituted by a welding material if the body 10 is welded to the support 38.
An inclined channel 40 is formed in the support 38 and communicates with the annular channel 24 for supplying the raw fuel gas therein. A connector 42 taken in the mass of the support
38 and extending therefrom approximately parallel to body 10 has a chamber 44 which communicates with channel 40. A gas supply tube 46 is fitted to fitting 42 by means any appropriate and flow: gas into chamber 44 through a small orifice 48 for limiting the flow rate arranged inside fitting 42.
The lower end of the outer element 16 of the thermocouple is housed in a bore 50 formed in the lower part of the support 38; this end is welded into this bore at 52 with silver solder. A conductive and insulated wire 54 is axially connected at 56, for example by silver solder, to the lower end of the inner member 22 of the thermocouple to form the solder or junction.
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cold of it.
A conductive tube 58 encloses the insulated wire 54; it is connected to the lower end of element 16 by the same silver solder 52 which connects element 16 to support 38. -Ori sees that wire 54 and tube 58 serve as conductors to transmit the current generated by thermocouple 14 to an excitation coil of a thermomagnetic valve (not shown).
To explain the operation, it is assumed that the thermocouple and pilot burner device shown in fig. 3 is suitably connected, for use in a heater, such that the pilot burner body 10 is in an appropriate relative ignition position with respect to the main burner (not shown) of the appliance. of heating ; it is also assumed that gas is supplied to and apparatus under the control of a thermostatic valve (not shown) so as to maintain the apparatus at a desired heating temperature. To operate the device, turn a gas valve (not shown) so that it goes into the open position.
This allows a stream of raw gas to reach the flame orifices 12 (where the gas is ignited by any ordinary means) through the intermediary of the tube 46, of the. chamber 44, channel 40 and channel 24. The invention makes it possible to consume a relatively low number of calories per hour.
The annular orifices 12 form a circular flame sleeve around the constricted portion 18 of the thermocouple 14; this. flame is maintained and stabilized sufficiently by disc 28 to reduce the risk of its accidental extinction. The disc 28 also serves to spread the flow of gas exiting from the orifices 12 and thus to produce turbulence, so that the gas burns with a blue flame despite the absence of primary air. Furthermore,
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the disc 28 provides the flame with a greater heating surface, thereby providing a better heat conductive path to the hot junction of the thermocouple.
From the foregoing description, it can be seen that the present invention combines a low gas consuming pilot burner with a sensitive and relatively powerful thermocouple.
Heretofore, devices of this general type have used a mixture of primary air and gas to form the pilot burner fuel, but did not achieve a low gas consumption burner, because the gas had to flow at high speed through an orifice in order to be able to entrain a sufficient quantity of air and to mix with it. The present invention overcomes this limitation by using a pilot burner of the primary airless type, which can adequately heat a built-in thermocouple even though the gas consumption is extremely low and less than that which can be achieved. with primary air or bunsen type burners.
Another feature of the present invention resides in the novel method of forming the hot junction of the thermocouple; the nickel of the interior element is prevented in this junction, by any means, from coming into contact with the surrounding atmosphere of the pilot burner, by using for this an insulator consisting of an unmelted mass of a chrome stainless steel , which is between the element and the surrounding air. In this way, the nickel is not liquefied, as happens in ordinary soldering processes, and cannot mix with the other elements of the hot junction; it is therefore not exposed to the open air.
A particular embodiment of the invention has been described in detail above, but it is understood that
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i'invention ± 1 is in no way limited by the device described, and that the latter can, on the contrary, receive numerous modifications without departing from the scope of the invention.
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1 Group of a pilot burner and a thermocouple, characterized by the fact that it comprises a first element of, thermocouple, a second element of thermocouple spaced from the 'first, two respective ends' of these elements being united to form- a hot junction, and a device for directing a stream of raw gas over the second element and along the axis thereof, which device comprises a perforated member disposed near the lower end of the first element.
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mier element for directing the stream of raw gas in the vicinity of the ends forming the hot junction so that a flame acts on said ends.
2 Group of a pilot burner and a thermocouple according to 1, characterized in that the first thermocouple element consists of a metal rod and that the second thermocouple element consists of a tubular metal element surrounding coaxially said rod and radially moves away from it.
3 Group of a pilot burner and a thermocouple se- Ion 1, characterized by the fact that the device intended to direct the gas flow in the vicinity of the hot junction includes a second perforated member adjacent to said junction and having an inlet opening for the raw gas stream near one of the thermocouple elements.
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