Brevet FR2011176A1 — publié le 19700227

La présente invention se rapporte à des allumeurs, à-étincelle et trouve une application particulièrement, intéressante dans le domaine des brûleurs à combustible où le combustible provenant d'un brûleur est allumé par des électrodes à étincelle espacées 5 l'une de l'autre. Des transformateurs dont 1'enroulement primaire est connecté à une source de courant alternatif et dont le secondaire est connecté aux électrodes d'allumage ont été utilisés pour allumer le combustible. Cependant, ces transformateurs sont gros et lourds. 10 les redresseurs commandés au silicium ont été utilisés pour commander la décharge d'un condensateur par l'intermédiaire du primaire d'un transformateur plus petit dont un enroulement secondaire est connecté aux électrodes à étincelle. Cependant, l'on dispose alors d'une plus faible quantité d'énergie sur les électrodes 15 de l'éclateur. Selon la présente invention» on réalise un allumeur à éclateur conçu pour être mis en action par une source de courant alternatif, l'appareil comprenant un circuit-série agencé de façon à être connecté à la source de courant alternatif et comprenant une 20 diode, l'enroulement primaire d'un transformateur éleveur ^allumage et un condensateur, ce dernier étant chargé pendant des alternances déterminées de la source de courant alternatif, un redresseur à électrode de commande, dont l'anode est connectée à la cathode de ladite diode et dont la cathode est connectée à l'anode 25 de la même diode, ainsi qu'un moyen électrique agencé de façon à être connecté à la source de courant alternatif et connecté à la dite électrode de commande pour ne rendre conducteur- ledit redresseur que pendant une partie des dites alternances déterminées de la source de courant alternatif. 30 Afin de faciliter la compréhension de l'invention, on va dé crire maintenant un mode de réalisation préféré de l'appareil ci-dessus, cette description étant faite à titre d'exemple uniquement et en regard du dessin annexe sur lequel la figure unique représente le schéma électrique d'un allumeur selon l'invention. 35 Sur cette figure unique, on a représenté le schéma de l'al lumeur 10 et de la commande primaire II du brûleur. La commande primaire II est connue et est déczite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n° 3-380.796. L'allumeur 10 comporte des bornes 12 et 13 reliées à une source de courant alternatif 14. La source 14 est une source de 120 69 11634 2 2011176 •volts à 60 périodes. Une troisième borne 15 relie l'allumeur 10 à un brûleur 16 au moyen dés conducteurs 17 et 18. Un dispositif sensible à l'allumage 20' détecte la flamme sur le brûleur 16 et est ' connecté à une paire de bornes 21 et 22 dé la commandé primaire II. 5 Le moyen sensible à 1'allumage 20 est une cellule photosensible dont la résistance varie lorsqu'elle est exposée à la flamme. Une paire d'électrodes à décharge"23 et 24, aux bornes desquelles une étincelle doit être produite, allume le mazout provenant du brûleur 16. L'électrode 24 est connectée à la terre 25 et 10 à un enroulement 26 d'un transformateur élévateur de tension âaas lequel est produit un potentiel d'allumage haute tension. L'emtSu.-lement 24 du transformateur fait partie d'un transformateur lumage 27 ayant un enroulement primaire 28. Cet enroulement primaire 28 est connecté entre un redresseur commandé 30 et un coMen-15 sateur 31. Le redresseur commandé 30 est un redresseur au silicium comportant me anode 32, line cathode 33 et une porte ou électrode de commande 34» condensateur 31 est également connecté, par un conducteur 37, à la borne 15. Le contact 36 qui est normalement ouvert, est connecté à la borne 13 par un conducteur 38. Lorsque 20 le contact 36 se ferme, le courant passe du conducteur 38 aux conducteurs 35 et 37 de façon à actionner le brûleur 16 et à alimenter le condensateur 31. Une diode 40 comportant une anode 41 et une cathode 42, est connectée en parallèle avec le redresseur commandé 30. La cathode 25 42 de la diode 40 est connectée à l'anode 32 du redresseur 30 commandé au silicium, tandis que l'anode 41 de la diode 40 est connectée à la cathode 33 du redresseur 30. Les conducteurs 43» 44 et 45 connectent l'anode 41 et la cathode 33 à la borne 12. Les conducteurs 38 et 45 délivrent le courant à un enroulement primaire 46 30 d'un transformateur abaisseur de tension 50 qui présente un enroulement secondaire 51 a prise intermédiaire qui applique le courant à la commande primaire II. Une résistance 52, aux bornes de laquelle est produit un sigral de commande du redresseur au silicium', est connectée entré 1'élec-35 trode de commande ou porte 34 du redrèsseur 30 et lé conducteur 43» Aux bornes de la résistance 52 est connecté un circuit qui comprend la résistance 53 et l'enroulement primaire 54 d'un transformateur 55. Le transformateur 55 est un transformateur d'impulsions qui est rapidement saturé lorsque la tension est appliquée à l'enroulement 40 primaire 56. Lorsque le transformateur 55 est excité, il délivre bad original 69 11634 3 2011176 une impulsion de tension de façon à rendre conducteur le redresseur commandé au. silicium 30. L'impulsion est d'une durée plus courte que la durée d'une alternance de la source t4. Un relais 60 est connecté à l'enroulement primaire 56 et ac-5 tionne le contact normalement ouvert 36 et le contact normalement ouvert 61. Le relais 60 est connecté entre l'enroulement primaire 56 et une borne 62. La borne 62 est connectée, par l'intermédiaire d'un thermostat fonctionnant par une lame bimétallique ou par un moyen de commande 63, à une borne 64. Cette borne 64 est connectée 10 par l'intermédiaire d'un contact 65 d'un interrupteur de sécurité normalement ouvert, à l'enroulement 51 du transformateur 50. Le contact 65 de l'interrupteur de sécurité, normalement fermé, est actionné par une liaison mécanique 66 depuis une résistance chauffante 67» de manière à constituer un commutateur de sécurité clas-15 sique à chauffage par résistance. Le relais 60 est aussi connecté par le conducteur 70 au contact 61 normalement ouvert. Ce contact 61 est connecté par le conducteur 71 à une prise médiane 72 du secondaire ou d'un enroulement abaisseur 51 du transformateur 50. Un redresseur commandé au 20 silicium 73 est connecté en série avec l'enroulement primaire 56 du transformateur d'impulsion 55 et par l'intermédiaire d'un conducteur 74, à l'élément chauffant 67 du commutateur de sécurité. Une résistance 75 constitue un circuit de polarisation inverse pour le redresseur commandé au silicium 73-25 Entre la borne 62 et le conducteur 85 est connecté un circuit diviseur de tension et stabilisateur comprenant le conducteur 80, les résistances 81, 82, 83 et le potentiomètre 84. Une diode Zener stabilisatrice de tension 86 est connectée entre la jonction des résistances 81 et 82 et du conducteur 85. Un condensateur 90 sup-30 prime les transitoires entre la porte et la cathode du redresseur 73 commandé au silicium. Les bornes 21 et 22 appliquent un- signal d'entrée qui provient du moyen sensible à l'allumage 20, à la résistance 83 et au potentiomètre 84. Les transformateurs 50 et 55 présentent des repères de polarité pour indiquer la polarité d'en-3 5 roulement des primaire et secondaire. Les points indiquent que la même polarité existe aux extrémités repérées par des points des enroulements. L'allumeur est représenté dans une position de repos avec le thermostat 63 ouvert, le relais 60 coupé, les contacts 36 et 6t 40 ouverts et l'appareil d'allumage 10. coupé. Si le besoin de chaleur 69 11634 4 2011176 se fait sentir, le thermostat 63 se ferme et délivre le courant électrique à un circuit-série qui comporte l'interrupteur de sécurité 65» le thermostat 63» le relais 60, l'enroulement primaire 56 . du transformateur d'impulsions, le redresseur commandé au silicium 5 73, la résistance chauffante .67 de l'interrupteur de sécurité et le conducteur 85. Le redresseur commandé au. silicium. 73. est conducteur, car la porte du redresseur 73 reçoit une tension positive pour provoquer la conduction dudit redresseur, sur chaque alternance pendant laquelle la borne supérieure de l'enroulement secondaire 10 51 est positive, tant que le moyen sensible à l'allumage (ou cellule photoélectrique 20), n'est pas.exposé à une flamme. La conduction du redresseur commandé au silicium 73 excite le relais 60 et provoque la fermeture des contacts 61 et 36. La fermeture du contact 61 ferme un circuit de maintien du relais 60 depuis la prise média-15. ne 72 à travers les conducteurs 71 et 70. En même temps, une ten-. si on est appliquée depuis la borne 13, à travers le contact 36, au brûleur 16 pour fournir le combustible, tel que l'essence, à l'emplacement des électrodes de l'éclateur 23 et 24. En présence d'une étincelle, le brûleur 16 s'allumera. 20 La fermeture du contact 36 ferme un circuit de charge du con densateur 31 pendant l'alternance positive de la source 14, c'est-à-dire l'alternance pendant laquelle la borne 12 est positive. Ce circuit de charge comprend les conducteurs 45, 44 et 43, la diode 41, l'enroulement 28, le condensateur 31 et le contact 36. Le con-25 densateur 31 se charge pendant la première alternance positive de la source 14 mais aucune étincelle ne se produit à ce moment-là. Tandis que les alternances négatives n'ont pas d'effet, il se produira une étincelle pendant l'alternance positive suivante et pendant chaque alternance positive qui suivra. Pendant l'alternance 30 positive suivante, le courant circule à travers l'enroulement primaire 56 du transformateur d'impulsions 55 et à travers le redresseur commandé au silicium 73. L'impulsion de tension positive de l'enroulement secondaire 54 est appliquée à travers la résistance 53 à la porte 34 du redresseur commandé au silicium 30. L'impulsion 35 positive de 1'enroulement secondaire 54 est brève car le transformateur 55 est un transformateur à saturation. Cette brève impulsion positive sur la porte 34 du redresseur commandé au silicium 30 provoque la conduction de ce redresseur 30. Le condensateur 31 se décharge maintenant à travers l'enroulement primaire 28 du transfor-40 mateur d'allumage à étincelle 27 et à travers le circuit anode- 69 11634 5 2011176 cathode du redresseuz5 commandé au silicium 30» Le circuit de décharge est fermé à travers les conducteurs 43» 44 et 45» la borne 12, la source 14, la borne 13, le conducteur 38, le contact 36 et le conducteur 35 allant au: condensateur 31. La source 14 a une im-5 pédance d'environ 1 ohm. La décharge du condensateur a lieu en très peu de temps, produisant ainsi une étincelle d'allumage entre les électrodes 23 et 24. La décharge du condensateur 31 a une durée inférieure à la durée de l'alternance positive de la source 14. Lorsque le conden-10 sateur 31 s'est déchargé, la diode 40 conduit à nouveau pendant la même alternance positive pour charger à nouveau le condensateur 31 depuis la borne 12 à travers la diode 40 et l'enroulement primaire 28. Donc, le condensateur 31 se décharge à travers 1*enroulement primaire 28 et le redresseur commandé au silicium 30 et est reçhar-15 gé à travers la diode 40 et l'enroulement 28 avant la fin de l'alternance positive. Initialement, le courant passe dans un sens à travers 1'enroulement primaire 28 lorsque le condensateur 31 se décharge de façon à produire une étincelle initiale aux bornes des électrodes 23 et 24. Le courant passe ensuite en sens opposé à tra-20 vers l'enroulement 28 lorsque le condensateur 31 se recharge. L'étincelle est maintenue, car il est plus facile de l'entretenir que de l'établir pour la première fois. La décharge du condensateur 31 est complétée par la recharge du même condensateur au cours de la même alternance de la source 14, fournissant ainsi davantage d'éner-25 gie au transformateur 27 qu'il n'y en a de disponible par la seule décharge du condensateur 31. La charge et la décharge de ce condensateur 31 s'effectue par le signal de déclenchement sur la porte 34 du redresseur commandé au silicium 30, disponible pendant une première partie seulement de l'alternance de la source 14 pendant la- ■ 30 quelle la borne 12 est positive. L'impulsion de déclenchement rend conducteur le redresseur 30 commandé au' silicium et ce dernier devient ensuite non conducteur de sorte que la diode 40 devient à nouveau polarisée en sens direct, conduit et recharge le condensateur 31 pendant la même alternance positive. 35 Dès que le combustible est allumé dans le brûleur 16, la cel lule photoélectrique 20 détecte la flamme et son impédance varie pour supprimer-la polarisation de la porte du redresseur commandé au silicium 73, rendant ainsi ce dernier non conducteur. Lorsque le redresseur 73 ne conduit plus, le transformateur d'impulsions 55 40 est inactif, coupant ainsi l'appareil d'allumage à étincelle 10 69 ' 1 1634 2011 176 pour arrêter le passage du courant à travers le transformateur d'allumage 27.Le relais 60 reste enclenché à travers le.contact 61 et les conducteurs 70 et 71 jusqu'à ce que le thermostat 63 s'ouvre. 5 Par suite de la réaetance inductive de l'enroulement primaire 28, un potentiel est produit aux bornes du condensateur 31, potentiel dont l'amplitude est supérieure à la tension de crête de la source 14. Un condensatèur se chargerait normalement à une tension d'environ 170 volts depuis une source de courant alternatif de 115 10 volts. Le condensateur 31 se charge au-delà de 200 volts par suite de la réactance inductive de l'enroulement 28. L'invention permet donc d'avoir une étincelle plus chaude ayant davantage d'énergie » L'appareil d'allumage 10 est décrit en liaison avec la commande primaire II avec son transformateur d'impulsions 55 destiné à pro-15 du ire" le signal de déclenchement pour le redresseur commandé 34. D'autres dispositifs peuvent être utilisés pour ne rendre conducteur le redresseur de commande 34 que pendant la partie initiale de l'alternance de la source 14 pendant laquelle la diode associée 40 est polarisée en sens direct. 69 11634 7 2011176 -RETENDICATIOIS- 1. Allumeur à étincelle alimenté par une source de courant alternatif et caractérisé en ce,qu'il comprend un circuit-série connecté à la source de courant alternatif et comportant une diode, l'enroulement primaire d'un transformateur .d'allumage élévateur 5 de tension et un condensateur, ce dernier étant chargé pendant des alternances déterminées de la source de courant alternatif; un redresseur commandé ayant une anode, connectée à la cathode de ladite diode, une cathode connectée à l'anode de cette diode et une électrode de commande; et un moyen électrique connecté à la source de 10 courant alternatif et à ladite électrode de commande pour rendre ledit redresseur commandé uniquement conducteur pendant, une partie desdites alternances déterminées de la source de courant alternatif. 2. Allumeur selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen électrique comprend un transformateur saturable, qui n'est 15 pas saturé pendant ladite partie des alternances déterminées de la source de courant alternatif et qui est saturé pendant la partie restante de ces alternances. 3. Allumeur suivant la revendication 2 caractérisé en ce que le transformateur saturable comprend un enroulement primaire con- 20 necté à la source de courant alternatif à travers un redresseur qui ne permet le passage du courant que pendant lesdites alternances, et comporte un enroulement secondaire connecté à ladite électrode de commande. 4. Allumeur suivant l'une des revendications précédentes, 25 caractérisé en ce qu'il est associé à un "brûleur dont le combustible doit être allumé et à une commande primaire de brûleur comportant un moyen de détection de la flamme. 5. Allumeur suivant la revendication 4 caractérisé en ce que la commande primaire de brûleur comporte un moyen pour commander 30 ledit moyen électrique de façon à rendre non conducteur le redresseur commandé lorsqu'une flamme s'établit audit brûleur.