Brevet FR2023714A1 — publié le 19700821

La présente invention concerne un dispositif servant à déterminer le démarrage d'un brûleur et l'allumage du combustible (par exemple dans les installations de chauffage ou pour d'autres applications) et à effectuer, en outre, une série de contrôles automatiques, tels que, par exemple le contrôle de l'allumage devant se produira dans un intervalle de temps sécurité préalablement fixé et pour allumer à nouveau la flamme si celle-ci s'éteint, ainsi que pour interrompre la marche du brûleur sous la commande d'un thermostat extérieur.Le dispositif objet de l'invention ainsi que cela ressortira plus clairement de la description qui va suivre possède une protection automatique, c'est-à-dire qu'une détérioration de l'un quelconque des éléments le constituant aura pour conséquence le non fonctionnement sans émission d'huile combustible, ou bien l'intervention, dans un délai de sécurité préalablement fixé, de moyens déterminant ltarzet du fonctionnement. On contact des dispositifs du type comprenant des relais électromagnétiques et des éléments thermiques temporisés. le dispositif conforme à la présente invention n'utilise pas de relais électromagnétiques, mais des semi-conducteurs car l'élimination de tout genre de contacts normaux de travail confère au dispositif un degré de sécurité remarquable pendant un laps de temps important, en réduisant ainsi son entretien. Le seul contact subsistant est le contact général relatif au dispositif d'arrêt qui, en raison de la nature de ses interventions n'est commandé que d'une façon exceptionnelle et ne présente par suite que des usures et des risques de détérioration très négligeables. Le dispositif conforme à la présente invention est relié à un brûleur d'huiles combustibles et est apte, quand cela est exigé par.la fermeture du contact d'un thermosat, à faire démarrer Le bradeur et à allumer le combustible, un moteur électrique étant prévu pour l'alimentation dudit brûleur ; ce moteur provoque l'afflux de l'huile pulvérisée et de l'air de combustion. En outre, on a prévu un transformateur qui, au moyen d'une décharge électrique, allume le jet du combustible engendré par le brtleur. Le dispositif suivant la présente invention est caractérisé essentiellement par le fait qu'il comporte deux interrupteurs constitués par des semi-conducteurs respectivement aptes à mettre en ou hors circuit le trasnformateur et le moteur précités.On prévoit un élément par l'intermédiaire duquel est déterminée la fermeture de l'interrupteur permettant la lise en ou hors circuit du transformateur et on prévoit un système coi prenant une résistance d'un élément thermique apte à agir sur un contact général, dont 11 ouverture débranche le dispositif d'avec le réseau, la présence de la tension du réseau aux bornes du transformateur étant apte à déterminer un passage de courant a' travers la résistance de l'élément thermique.On prévoit, en outre, un second élément, au moyen duquel lorsque le courant passe à travers la résistance de l'élément thermique, s'effectue la fermeture de l'interrupteur permettant l'alimentation c'est-A- dire l'actionnement du moteur0 De plus, on prévoit un élément photoélectrique qui, lorsque sa résistance, sous l'influence de la lumière provenant de la flamme s'abaisse au-dessous d'une certaine limite, se trouve parcouru par le courant fourni par cet élément, est apte à déterminer la fermeture de l'interrupteur destiné à mettre en ou hors circuit le transformateur, et c'est pourquoi le passage du courant dans l'élément photoélectrique détermine l'ouverture de l'interrupteur du transformateur de manière à éteinre l'étincelle et à faire cesser en outre, le passage de courant dans la résistance de l'élément thermique. le second élément précité apte à déterminer la fermeture de l'interrupteur du moteur comprend des moyens qui sont actionnés par suite de la fermeture de l'interrupteur du moteur, et sont aptes- à maintenir, lorsque cesse le passage du courant dans la résis- stance de l'élément thermique, la fermeture de l'interrupteur du moteur, de manière à assurer la continuité de la flamme, la ré sistance de l'élément thermique étant apte à déterminer, si l'allumage ne se produit pas dans un délai prédéterminé, l'ouverture du contact général en débranchant le dispositif du réseau. Afin de mieux faire comprendre les caractéristiques qui précèdent, ainsi que d'autres, du dispositif objet de la présente -invention, on va décrire ci-après des exemple de réalisation du dispositif conforme à l'invention en se référant au dessin anne xé, sur lequel; la fig. 1 est un schéma électrique général représentant le dispositif; la fig. 2 illustre un mode de réalisation particulier du la fig. 3 est une variante de la fig. 2. Sur le dessin annexé, on toit que la référence 4 désigne un moteur pouvant commander le brûleur, en provoquant l'arrivée de l'huile pulvérisée et de l'air de combustion. La référence 3 est attribuée à un transformateur qui, par une décharge électrique allume le jet de combustible sortant du brQleur. Un thermostat 2, suivant la température à laquelle il est réglé et soumis, ouvre ou ferme un contact, Un photo-élément 1, c'est-à-dire un composant dont la résistance s'abaisse ou diminue d'une manière notable au-dessous de sa valeur, lorsqu'il est éclairé. Le transformateur 3 et le moteur 4 sont respectivement mis en ou hors circuit par deux interrupteurs 5 et 6, qui sont essentiellement des semi-conducteurs du type thyristors.Un élément 7 sert, comme on le verra plus loin, à déterminer la fermeture de l'interrupteur 5 et un deuxième élément désigné par 10 est destiné, comme on le verra également plus loin , à provoquer la fermeture de l'interrupteur 6. La résistance 8 est celle d'un élément thermique apte à déterminer, dans certaines circonstances, ainsi qu'on le verra plus loin l'ouverture d'un contact général 9. On a désigné par 11 un élément de contrôle sur lequel on reviendra également par la suite. Si l'on suppose que le contact 9 et le contact du thermostat 2 sont en position de fermeture le courant passe alors à travers l'élé- ment 7.Etant donné, qu'au commencement, la flamme n'est pas encore allumée, l'élément photo-électrique 1 n'est pas éclairé et, en conséquence, il présente à ses bornes une résistance notable dans ce cas , le courant passant dans l'élément 7 provoque la fermeture (au moyen d'un signal apprpprié) de l'interrupteur So Si, par contre, l'élément 1 se trouve éclairé, il présente une faible résistance à ses bornes et, en conséquence le courant fourni par l'élément 7 traverse l'élément 1 et c'est pourquoi la fermeture de l'interrupteur 5 ne se produit pas. Le signal de l'élément photo-électrique 1 peut éventuellement être amplifié sans que cela modifie sensiblement le fonctionnement décrit ci-dessus. En examinant à nouveau la fermeture de l'interrupteur 5 (l'élément 1 n'étant pas éclairé) il est clair que le transformateur 7 est alimenté et qu'en conséquence l'étincelle jaillit. En outre, la tension du réseau aux bornes d'entrée du transformateur 3 détermine un passage du courant à travers la résistance 8 de l'élément thermique et l'amorçage de l'interrupteur 6 par l'intermédiaire de l'élément 10 (qui , comme l'élément 7 sera décrit ci-après d'une fanon plus détaillés). De cettefaçon, le moteur 4 démarre et, en conséquence, le bradeur projette du combustible pulvérisé qui est allumé par l'étincelle produite par le transformateur 3. Cet allumage doit se produire dans un laps de temps préalablement fixé, par exemple inférieur à dix secondes, ce temps étant dit de "sécurité". Si un tel allumage n'a pas lieu, le courant qui continue de passer dans la résistance 8, détermine, de la part de l'élément thermique précité l'ouverture du contact général 9 et en conséquence le dispositif de centrale est amené à la position d'arrêt , c'est-à-dire qu'il est coupé du réseau d'alimentation. Si l'on considère l'allumage comme étant réalisé et qu'en conséquence l'élément photo-électrique 1 est éclairé : le courant fourni par l'élément 7 traverse ainsi l'élément 1 et, c'est pourquoi,l'interrupteur 5 ne reste pas en position de fermeture. Par conséquent, l'étincelle ne jaillit pas (étant donné qu'aucun courant ne traverse le transformateur 3) et, de plus, le passage de courant cesse à travers l'élément 8. L'élément 10 ferme l'interrupteur 6 lorsqu'il existe une tension à ses bornes 12 et 13 ou bien quand une tension est présente aux bornes 14 et 15o En conséquence, la présence d'une tension aux bornes 12 et 13 détermine la fermeture de l'interrupteur 6, qui reste automatiquement "en circuit" étant donné que c'est lui qui détermine la tension aux bornes 14 et 15. Le dispositif , au point de vue du fonctionnement ou de la détérioration de certains organes, présente essentiellement les caractéristiques suivantes : - cycle normal d'allumage. Pendant un laps de temps de sécurité, commandé par un thermostat extérieur. - cycle de réallumage automatique dans le cas d'absence de flamme, pendant un laps de temps de sécurité0 A cet égard, on observe que si la flamme à un certain moment s'éteint au moment de l'extinction, l'interrup-. teur 5 s'ouvre; le courant étant donné que l'élément 1 n'est plus éclairé détermine par l'élément 7 la fermeture de l'interrupteur 5 et, en conséquence, met en circuit le transformateur qui, par l'étincelle, allume à nouveau la flamme. - Arrêt du fonctionnement en cas d'éclairement de I'élément 1, au moment de la fermeture du contact du thermostat 2. On observe, en effet, qu'avec la fermeture dudit contact, étant donné que 11 élément 1 est éclairé, le courant passe par l'élément 1 et, en conséquence, l'interrupteur 5 ne se ferme pas, de cette manière le brûleur ne fonctionne pas. - Non-fonctionnement lorsque le photo-élément 1 est trop fortement éclairé ou lorsque ses connexions sont en court-circuit. On observe , en effet, que le fait d'avoir un tel élément en court-circuit équivaut au cas précédent de non donc tionnement bien que l'élément 1 soit éclairé et le comportement -du dispositif de contrôle est donc le même que celui du cas pré cédent. - Intervention du dispositif d'arrêt dans le cas où le photo-élément de détection 1 ou ses connexions sont ouverts. On observe, en effet, que Ri le photo-élément 1 est ouvert, quand la flamme est allumée et qu'il est lqi-mEme éclai ré, il ne peut pas intervenir pour déterminer l'ouverture de l'interrupteur 5 et en conséquence le courant continue de passer par la résistance 8 et c'est pourquoi le contact 9 s'ouvre. - Intervention du dispositif a'arrêt en cas de non-fonctionnement du transformateur 3 ou du moteur 4. En effet, si le transformateur ne fonctionne pas, la flamme ne s'al lume pas et, en conséquence l'élément 1 n'est pas éclairé et l'interrupteur 5 reste, par conséquent fermé ; de cette manière le courant continue à passer à travers la résistance 8 et par suite le contact 9 s'ouvre.Si, au contraire, c'est le moteur 4 qui ne fonctionne pas, on obtient de toute façon le même résul tat étant donné qu'il n'y a pas de flamme, l'élément I n'est pas éclairé et l'interrupteur 5 reste par conséquent fermé et le cou rant continue donc à passer à travers la résistance 8 et alors le contact 9 s'ouvre. le dispositif du point de vue du contrôle automatique est complètement protégé ; en tous cas il peut arri ver que l'un de ses composants puisse se trouver mis en court circuit ou bien cesse de fonctionner à condition que cela arrive pour un seul élément à la fois, sans créer des conditions de danger. les conséquences sont toujours ou bien l'intervention du dispositif d'arrêt ou de non-fonctionnement.Une seule exception est représentée par la résistance 8 de l'élément thermique, pour laquelle on suppose que le seul arrêt du fonctionnement est la rupture.l'élément de circuit 11 sert à assurer pendant l'arr8t du fonctionnement du brtleur (contact 2 ouvert) qu'un passage de courant ne se produit pas, par exemple, par un court-circuit de l'interrupteur 5 ou de 11 interrupteur 6, le cas échéant, il intervient en agissant sur le contact général 9o Afin de mieux Zrmettre de comprendre l'inven- tion et seulement à titre d'exemple indicatif et non limitatif, on va décrire ci-après deux modes de réalisation du schéma de base et on indiquera également des valeurs possibles des compo sants du circuit0 En se reportant au schéma de la figure 2, on voit que, dans ce cas, les- composants 7 et 10 sont des dispositifs opto-électroniques, constitués essentiellement par des lampes et des photo-résistances.La fermeture de l'interrupteur 2 détermine l'alimentation de la lampe L3 qui réduit la rdsis- tance de la photo-résistance FR2 en permettant au thyristor 5 outre fermé (par l'intermédiaire des composants de circuit C1, C2 et 13 > ce dernier étant un thyristor bi-directionnel) à condition que la photo-résistance de contrôle de la flamme 1 ne soit pas éclairée Le but du composant opto-électronique FR2-L, est d'empêcher la fermeture de l'interrupteur 5 quand l'interrupteur 2 est ouvert ; cela pourrait être obtenu par la mise en parallèle de l'ensemble de composants 11 avec l'interrupteur. les dindes D1, 22 empochent la lampe L3 de s'allumer lorsque l'interrupteur 2 est ouvert0 La fonction de ll sera expliquée d'une façon plus détaillée ci-après ; en tous cas, comme on va le préclser ci-après les composants D1, RT, D2, L3, FR2 peuvent être éliminés c'est-à-dire dans un exemple simplifié du système de contrôle. Lorsque l'interrupteur 5 est fermé, le transformateur 3 commence à engendrer la décharge électrique. En même temps, un courant passe dans l'élément thermique 8 qui allume la lampe L1 mise en série0 La lampe L1 éclaire la photo-résis- tance PR1 qui, mise en série avec R1, effectue l'amorçage du thyristor 6 en alimentant ainsi le moteur 4. Au moteur 4 est reliée en parallèle la lampe L2, qui à son tour, éclaire la photo-résistance FR1 : de cette manière, au moment de l'extinction de la lampe L1, le thyristor 6 reste automatiquement amorcé. Une fois le combustible allumé, la photo-résistance 1 effectue l'ouverture de l'interrupteur constitué par le thyristor 5 ; de cette façon le courant cesse de passer par la résistance 8. Si le courant n'est pas interrompu dans un intervalle de temps préalablement fixé, le chauffage de la résistance 8 pr.ovoque l'ou- verture du contact général 9 (qui reste ouvert par l'interven tion d'un dispositif d'enclenchement mécanique qui exige une remise en position manuelle). L'ouverture 2, c'est-à-dire du thermostat, provoque la mise hors circuit du moteur 4. On comprendra clairement le fonctionnement dans d'autres cas envisagés ci-après. Extinction de la flamme (le thermostat 2 étant fermé) : la photo-résistance 1 n'étant plus éclairée, permet la fermeture de l'interrupteur 5, ce qui détermine la décharge électrique ; si l'allumage ne reprend pas dans l'intervalle de temps de sécurité, l'élément thermique 8 intervient en ouvrant le contact 9. Lumière sur la photo-résistance 1 au moment de la fermeture de 2 : la photo-résistance 1, éclairée, ne permet pas la fermeture de l'interrupteur 5. En conséquence, la lampe L1 ne s'allume pas et le thyristor 6 ne s'amorce pas. En ce qui concerne le contrôle automatique, on va donner ci-après une explication détaillée des fonctions des groupes d'éléments 7 et 11. Si le thyristor 6 est en court-circuit dans certaines circonstances, le jet de combustible risque de ne pas être allumé ; par exemple lorsque la photo-résistance 1 est éclairée, au moment de la fermeture de 2 (lumière dans la chaudière) le moteur se trouve alors commandé indépendamment de l'intervention de l'élément 10. A cet effet, on a disposé la résistance R1, qui de même que la résistance 8, chauffe l'élément thermique qui commande le contact 9. Dans le cas où le thyristor 6 est en court-circuit, le contact 2 étant ouvert, un courant passe par RT, lequel commande le contact thermique 9. Evidemment, le courant circulant dans RT est beaucoup plus faible que celui exigé par le moteur 4. Toutefois, dans ces conditions, le thyristor 5 se trouve alimenté par l'intermédiaire de RT ; pour pallier un tel inconvénient, on a introduit le dispositif opto-électronique 7, qui (le contact 2 se trouvant ouvert) empêche l'alimentation de l'interrupteur 5. les diodes D1 et D2 mises en opppsition quand 2 est ouvert, empêchent, en effet dans ces conditions l'allumage de la lampe L3. Be tableau ci-après résume les diverses conditions pouvant se présenter et le comportement correspondant du dispositif. Les éléments 11 et 7, effectuent un contrôle automatique pour des cas assez peu probables (interrupteur 6 en court-circuit la photorésistance étant éclairée au moment de la fermeture 2) et dans certains cas on pourrait éliminer : D1, RT, D2, L3, FR2 (C1 serait alors relié directement à l'anode 5). TABLEAU Court-circuit ouvert (1) ne fonctionne pas se met à l'arrêt (2) il s'agit de l'organe de commande (3) en tous cas se-met à l'arrêt, ou bien ne. fonctionne pas (4) en tous cas se met à l'arrêt (5) se met à l'arret ne fonctionne pas (6) se met à l'arrêt se met à l'arrêt (7) Une circonstance quelconque qui détermine la non fermetu- re de (5) entraîne un non-fonctionnement. Une circonstance quelconque qui détermine la fermeture permanente de (5) entraîne l'arrêt (8) --------------- i ne fonctionne pas (9) Le contact de l'élément thermique n'est pas perturbé sinon par manque de contact (10) a un sens seulement par j se met à l'arrêt FR 1 : i se met à l'arrêt On va maintenant décrire le schéma de la fi gure 3. Dans ce cas, le composant 10 comprend un transformateur T1, une diode redresseuse D4 (ou un pont) et un condensateur C3.La commande du thyristor 6 s'effectue ainsi en courant continu. Le passage de courant à travers la résistance 8 et le primaire 12-13 de T1 détermine une tension sur le secondaire qui est redressée et amorce le thyristor 60 La présence de 1 tension aux bornes du moteur maintient automatiquement amorcé le thyristor 6, ce qui fait que le moteur reste alimenté. Pour le reste, le fonctionnement du circuit est analogue à celui décrit précédemment en se référant au schéma de la figure 2. Une détérioration de type quelconque du composant 10 entraîne inévitablement soit le non-fonctionnement, soit l'arrêt. Les indications suivantes ne sont données qu'à titre d'exemple indi- catif et non limitatif, C1 0,047 F ; C20,047 F ; C3 100 F ; R2 1 kil0hm (k #) R3 500 Ohm ; RT 500 Ohm ; (8) 1,5 KOhm ; Dl-D2-D4 = 1 N 1697 ; 1)3 = 1 N 5411 ; (5) TR1 - SC 40 D General Électric ; (6) TR2 = SC 40 D Ceneral Electric ; FR1 et FR2 = RPY 20 Philips REVEN1)ICATIONS 1. Dispositif associé à un brûleur d'huiles coa- bustibles pouvant déterminer lorsqu'il le faut par la fermeture du contact d'un thermostat, le démarrage du brûleur et l'allu- mage du combustible, ledit brûleur étant alimenté au moyen d'un moteur électrique qui provoque l'arrivée de lthuile~pulvérisée et de l'air de Combustion, un transformateur étant prévu pour allumer au moyen d'une décharge électrique le jet de combustible sortant du brûleur, ce dispositif étant caractérisé par le fait que l'on prévoit : deux interrupteurs constitués par des semiconducteurs permettant respectivement la mise?nou hors circuit dudit transformateur et du moteur précité ; un premier élément par l'intermédiaire duquel est déterminée la fermeture de l'in- terrupteur permettant la mise en ou hors circuit du transf arma- teur ; un système comprenant une résistance d'un élément thermique pouvant agir sur un contact général dont l'ouverture débranche le dispositif d'avec le réseau, la présence de la tension du réseau aux bornes du transformateur étant apte à déterminer un passage de courant à travers la résistance de ltélément thermique ; un second élément étant, en outre, prévu au moyen duquel, lorsque le courant passe à travers la résistance de l'é- lément thermique la fermeture de l'interrupteur qui permet l'actionnement du moteur se produit ; un élément photoélectrique qui, lorsque sa résistance, sous l'influence de la lumière, se trouve réduite au-dessous d'une certaine limite est parcouru par le courant fourni par le premier élément, apte à déterminer la fermeture de l'interrupteur destiné à mettre en et hors circuit le transformateur et c'est pourquoi le passage de courant dans l'é- lément photoélectrique détermine l'ouverture de l'interrupteur du ttansformateur de manière à éteindre l'étincelle et, en outre, à faire cesser le passage de courant dans la résistance de l'élément thermique, le second élément apte à déterminer la fermeture de l'interrupteur du moteur comprenant des moyens qui sont commandés par suite de la fermeture de l'interrupteur du moteur, et qui sont aptes à maintenir, lorsque cesse le passage de courant dans la résistance de l'élément thermique, la fermeture de l1in- terrupteur précité du moteur de façon à assurer la continuité de la flamme, la résistance de l'élément thermique étant apte à déterminer, si l'allumage n'a pas lieu dans un temps préalablement fixé, l'ouverture du contact général en débranchant le dispositif d'avec le reseau. 2 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les interrupteurs précités associés respectivement au transformateur et au moteur susvisés, sont constitués par des thyristors. 3 - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que monté en parallèle avec,le contact du thermostat il existe un groupe d'éléments grâce auquel pendant l'arrêt du fonctionnement du bradeur, lorsque le contact du thermostat est ouvert, il se produit un passage du courant (par exemple par suité d'un court-circuit de l'interrupteur du transformateur ou de l'interrupteur du moteur) et s'effectue l'ouverture du contact général. 4 - Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que le premier élément au moyen duquel s'effectue la fermeture de itinterrupteur qui permet la mise en ou hors --circuit dudit transformateur comprend une lampe et une photo-résistance destinée à être éclairée par cette lampe, ce qui fait que le passage de courant dans cette lampe détermine une réduction de la valeur de la résistance de la photo-résistance précitée en permettant la fermeture de l'interrupteur du transformateur, par l'intermédiaire d'autres composants du circuit. 5 - Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que le second élément qui détermine la fermeture de l1in- terrupteur permettant l'actionnemidu moteur comprend une première lampe en série avec la résistance de l'élément thermique et une photo-résistance mise en série avec une résistance, cette photorésistance, lorsque la lampe précitée est allumée détermine la fermeture de l'interrupteur du moteur et qu'on prévoit une seconde lampe mise en parallèle avec le moteur, pouvant également dclairer la photo-résistance susvisée, et c'est pourquoi lorsque la première lampe s'éteint, l'interrupteur du moteur se maintient en position de fermeture. 6 - Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que le second élément qui détermine la fermeture de l'interrupteur, qui permet l'actionnement du moteur comprend un transformateur dont le primaire est en série avec la résistance de l'élément thermique, le secondaire du transformateur pouvant, en coopération avec une diode redresseuse (ou un pont) et un condensateur, déterminer la fermeture de l'interrupteur du moteur , un circuit étant en outre, prévu, monté en parallèle avec le moteur et pouvant fermer automatiquement l'interrupteur précité de maniere à assurer l'alimentation du moteur lorsque cesse le passage du courant dans le primaire du transformateur.