Brevet FR2269132A1 — publié le 19751121

a présente invention se rapporte à un dispositif de régulation automatique à commande électrique pouvant être appliqué notamment à des installations de chauffage alimentées en gaz de pétrole liquéfié et en butane liquéfié notamment. De façon plus générale le dispositif objet de 11 invention est destiné à toute installation susceptible de fonctionner sous plusieurs régimes différents et il permet de passer automatiquement dsun régime de fonctionnement à un autre, et cela en mettant en oeuvre des moyens de commande particulièrement fiables, économiques et qu'il et surtout très facile de yuxtaoser pour constituer un schéma de commande pouvant s'adapter à tous les problèmes à résoudre. De façon précise le dispositif objet de l'invention se caractérise en ce qutil comprend, montés en série les uns à la suite des autres, des éléments électriques de commande par tout au rien contrôlant chacun un régime de fonctionnement donné de l'installation, et des organes de commande ou de détection contrôlant le choix du régime de fonctionnement en actionnant à conduction ou à non conduction des commutateurs statiques montés en parallèles chacun avec au moins un desdits éléments électriques de commande, les résistances électriques desdits éléments étant choisies de grandeurs suffisamment différentes pour que, lorsqu'un courant électrique traverse en série plusieurs éléments électriques de commande précités, celui seulement d'entre eux qui a la plus grande résistance est alimenté sous une tension électrique suffisante à assurer son fonctionnement. En procédant de cette façon, on conçoit qu'avec un nombre relativement restreint de composants il est possible de sélectionner à chaque instant voulu le régime de fonctionnement désiré qui correspondra à la mise sous tension de marche d1un seul des éléments électriques de commande de l'installation, tous les autres étant mis simultanément hors circuit ou hors service. En particulier le montage en série et en cascade d'éléments électriques de commande de résistances différentes permet d'éviter la multiplicité d'organes de commande autrement nécessaire pour mettre en service des éléments électriques de commande qui ne doivent pas fonctionner simultanément. Selon une autre caractéristique importante de l'invention, le dispositif ci-dessus décrit étantappliqué à la régulation de la pression de gaz d'une installation alimentée en gaz de pétrole liquéfié, par exemple en butane liquéfié, et comprenant un vaporiseur dans lequel la chaleur nécessaire à la vaporisation du gaz de pétrole liquéfié est apportée, soit par une résistance électrique de chauffage, soit par une circulation d'eau chaude dérivée de l'installation et contrôlée par une électrovanne, lesdits éminents électriques de commande du dispositif étant constitués respectivement par ladite résistance de chauffage et par ladite électrovanne, cette derniere a une résistance électrique plusieurs fois supérieure à celle de la résistance chauffanteO On comprend qu'ainsi pour assurer la vaporisation du GPS (gaz de pétrole liquéfié) sous l'action d'une circulation d'eau chaude dans le vaporiseur, il suffit de laisser passer le courant électrique à travers l'électrovanne et la résistance montées en série. Du fait de la valeur rélative très faible de la résistance chauffante par rapport à celle de l'électrovanne, cette dernière est alimentée sous sa tension normale de fonctionnement et est commandée à l'ouverture, tandis que la résistance électrique ne bénéficie que d'une tension d'alimentation extremement faible insuffisante à assurer un chauffage notable. Si au contraire on désire fournir la chaleur au vaporiseur par l'intermédiaire de la résistance chauffante, il suffit de court-circuitér l'électrovanne en la schuntant par un commutateur statique qui la met donc hors service, interrompant la circulation d'eau chaude dans le vaporiseur, la résistance chauffante étant simultanément alimentée sous la tension normie du réseau D'autres caractéristiques,objets et avantages de l'invention apparattront plus dairement à l'aide de la description qui va suivre Mite en référence aux dessins annexés donnant uniquement à titre d'exemple un mode de mise en oeuvre de l'invention.Dans ces dessins : - la figure 1 est un schéma relatif à une partie d'une installation alimentée en gaz de pétrole liquéfié en vue de délivrer du gaz combustible sous forme gazeuse à la sortie drun vaporiseur réchauffé soit électriquement soit par une circulation d'eau chaude ; - la figure 2 est un schéma électrique illustrant le montage des différents éléments électriques de commande et organes de commande ou de détection pouvant être utilisés selon l'invention dans une installation du type illustré à la figure 1. On se reportera tout d'abord à la figure 1 dans laquelle on a illustré une cuve 10 de stockage de gaz de pétrole liquéfié tel que du butane liquéfié par exemple. la cuve 10 alimente en gaz liquéfié par un conduit 11, à travers une électrovanne EVL un vaporiseur 12 qui après vaporisation délivre du gaz G vers ltinstallation. La chaleur nécessaire à la vaporisation du gaz liquéfié dans le vaporiseur 12 est fourni soit par une résistance électrique R, soit par une circulation d'eau chaude par exemple dans un serpentin schématisé en 13. La circulåtion d'eau chaude est dérivée entre des points 14 et 15 sur la conduite 16 d'eau chaude fournie par l'installation. Une électrovanne EVE assure la régulation de la circulation d'eau chaude dans le conduit de dérivation 17 alimentant le serpentin 13. Ev3ntuellement un schunte sh calibré peut être prévu aux entrées de ltélectrovanne EVE pour laisser passer un faible débit d'veau chaude dans la canalisation 17 même dans le cas où 1' électrovanne MVS assuerait une obturation étanche sur son siège. En DND on a schématisé un détecteur de niveau du liquide dans le vaporiseur l 20 En DPG on a schématisé un détecteur de pression de gaz à la sortie du vaporiseur 12. En DPE on a schématisé un détecteur mesurant la pression différentielle entre l'amont et l'aval du serpentin 13, c'està-dire la différence entre la pression PEt régnant en amont et la pression PEl régnant en aval du circuit de dérivation 17 ( cette pression différentielle mesurant la perte de charge dans le circuit de dérivation d'eau chaude 17). On se reportera maintenant à la figure 2 illustrant le schéma de connexion électrique des différents éléments et organes électriques de commande de l'installation illustrée à la figure 1. En 18 on a illustré les bornes d'alimentation du secteur, et l'on retrouve les éléments électriques de commande R et EVE montés en série aux bornes du circuit d'alimentation. On retrouve également l'électrovanne EVL d'alimentation en gaz liquéfié du vaporiseur. Sur le schéma on voit la disposition des organes de commande DPG détectant la pression au vaporiseur, DPE détectant la pression différentielle d'eau chaude aux bornes du serpentin 13 et DNL détectant le niveau du liquide dans le vaporiseur. En T1 on a illustré un commutateur statique, par exemple du type à transistors monté en série avec l'électrovanne EVE et la résistance R et commandé à conduction ou a non conduction par le détecteur DPG. En T2 on a illustré un commutateur statique, par exemple du type à transistors, commandé à conduction ou à non conduction par les détecteurs DPG et DPE montés en série. Le commutateur T2 lorsqu'il conduit shunte l'électrovanne EVB alimentant directement la résistance R aux bornes du secteur. Un contacteur à commande manuelle Cm est monté aux bornes de l'électrovanne EVE permettant de la shunter. L'électrovanne BVL est contrôlée par un commutateur statique T3 contrôlé à conduction ou à non conduction par le détecteur DNL du niveau de liquide dans le vaporiseur 12. Enfin un commutateur statique Th qui peut étre commandé par le détecteur de pression au vaporiseur DPG et/ou par un détecteur de température au vaporiseur (non représenté) est monté à l'entrée du circuit d'alimentation Dans ces conditions les diverses phases de fonctionnement de l'installation sont les suivantes. 1) Si la pression de la phase gazeuse PG à la sortie du vaporiseur 12 devient supérieure à une pression déterminée de sécurité Ps, ou si la température TG dans le vaporiseur dépasse une température de sécurité Ts déterminée, le commutateur Th est commandé à non conduction. Dans ces conditions les électrovannes EVE et E-EL se ferment interrompant l'admission de gaz de pétrole liquéfié dans le vaporiseur et le chauffage à l'eau chaude dans le vaporiseur. La résistance électrique R n'est plus non plus alimentée0 L'installation s'arrête. 2)- Si la pression gazeuse PG dans le vaporiseur 12est inférieure à la pression de sécurité Ps, ou si la température dans le vaporiseur TG est inférieure à la température de sécurité Ts, le commutateur Th conduit. Le circuit électrique est alimenté. a)- Si la pression gazeuse PG dans le vaporiseur 12 est supérieure à la pression d'utilisation Pu suffisante pour assurer llalimentation de 1 lins- tallation, le détecteur DPG commande la non conduction des commutateurs T1 et T20 L'électro vanne EVE se ferme interrompant éventuellement la circulation d'eau chaude dans le vaporiseur tandis que la résistance R n'est plus alimentée. Simultanément si le détecteur de niveau liquide DNL détecte une baisse de niveau au-delà d'un seuil minimal NLm, le commutateur T3 est commandé à conduction et l'électrovanne EVL s'ouvre, cela jusqu'à ce que le niveau de liquide dans le vaporiseur 12 atteigne un niveau maximal de remplissage NEM qui sera détecté par le détecteur DNL et commandera le retour à non conduction du commutateur T3 et la fermeture de l'électrovanne EVLO On notera que la position de l'interrupteur à commande manuelle Cm est indifférente dans ce cas b)- Si la pression gazeuse PG dans levaporiseur 1 2 devient inférieure à la pression Pu normale d'alimentation de l'installation, deux cas doivent être envisagés. o() Si Cm est ouvert. - Si la pression différentielle dPE = PEt - PEl est positive, ce qui signifie qu'il y a circulation d'eau chaude dans la canalisation 16, le détecteur DPE commande la non conduction du commutateur T2. Le commutateur T1 est commandé à conduction par le détecteur DPG et par conséquent le courant électrique traverse en série le commutateur T1 l'élec troranne EVE et la résistance chauffante R. Cette dernière ayant une résistance très faible par rapport à celle de l'électrovanne EVE, l'électrovanne EVE est ouverte assurant une circulation d'eau chaude de réchauffage dans le vaporiseur 12. Par contre l'intensité électrique qui traverse la résistance R est trop faible pour assurer un chauffage électrique notable. - SlaPE = PEt - PEl est nulle,ce qui signifie qu'il n'y a pas de circulation d'eau chaude dans la canalisation 16 (par exemple au moment du démarrage de l'installation ou ldrs d'un appel d'eau chaude sanitaire important durant lequel la pompe de chauffage central est arrêtée) le détecteur DPE commande la conduction du commutateur T2 Le détecteur DPG commande de son c8té la conduction des commutateurs T1 et 22. Dans ces conditions l'électrovanne EVE est court circuitée par le commutateur T2 et la résistance R est alimentée à travers ce commutateur directement aux bornes du secteur0 C'est le chauffage électrique qui assure la vaporisation nécessaire du gaz de pétrole liquéfié dans le vaporiseur0 Si Si Cm est fermé, l'électrovanne EVE est court-circuitée et la résistance R est alimentée directement aux bornes du secteur à travers le commutateur T1 Dans ce cas l'alimentation ou la-non alimentation en eau chaude de la canalisation 16 ne joue pas Cette position du contacteur Cm permet notamment le démarrage de l'installation. La description qui précède a montré la simplicité de mise en oeuvre d' un dispositif de régulation automatique à commande électrique comportant des éléments électriques de commande par tout ou rial montés en série présentant des résistances électriques sEisammrlt différentes permettant par simple shuntage la sélection de la seule fonction désirée. L'exemple. illustré a été appliqué a une installation plus particulièrement de chauffage et d'eau chaude sanitaire alimentée en gaz de pétrole liquéfié. Il est bien évident cependant que ltinvention peut être appliquée à de nombreux autres domaines, étant donné que le montage en série des éléments électriques de commande et leur contrôle par des organes de commande ou de détection est indépendant des fonctions qui doivent être sélectionnées. L'invention s'applique donc à tout le domaine de l'automatisme. REVEND T CÂT IONS 1.- Dispositif destiné à une installation susceptible de fonctionner sous plusieurs régimes différents et permettant de passer automatiquement d'un régime de fonctionnement à un autre, caractérisé en ce qu'il comprend, montés en serie les uns à la suite des autres, des éléments électriques de commande par tout ou rien contrôlant chacun uniegime de fonctionnement donné de l'installation, et des organes de commande ou de détection contrant le choix du régime de fonctionnement en actionnant à conduction ou à non conduction des commutateurs statiques montés en parallèles chacun avec au moins un desdits éléments électriques de commande, les résistances électriques desdits éléments étant choisies de grandeurs suffisamment différentes pour que, lorsqu'un courant électrique traverse en série plusieurs éléments électriques de commande précités, celui seulement d'entre eus qui a la plus grande résistance est alimenté sous une tension électrique suffisante pour assurer son fonctionnement . 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que étant appliqué à la régulation de la pression de gaz d'une installation alimentée en gaz de pétrole liquéfié et comprenant un vaporiseur dans lequel la chaleur nécessaire à la vaporisation du gaz de pétrole liquéfié est apportée, soit par une résistance électrique de chauffage, soit par une circulation d'eau chaude dérivée de l'installation et contrôlée par une électrovanne, lesdits éléments électriques de commande étant constitues respectivement par ladite résistance et par ladite électrovanne, cette dernière a une résistance électrique plusieurs fois supérieure à celle de la résistance chauffante. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé encre que la résistance chauffante R et l'électrovanne de commande d'eau chaude EVE sont montées en série avec un commutateur statique 21 dont la conduction est contrôlée par un détecteur de pression gazeuse DPG au vaporiseur. 4.- Dispositif selon la revendicatlon 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce qu'un commutateur statique précité 22 est monté en parallèle avec l'électrovanne EVE de circulation d'eau chaude et sa conduction est contrôlée par un détecteur DPE de circulation d'eau chaude. 5.- Dispositif selon las revendications 3 et 4, caractérisé en ce que ledit détecteur DPG de pression de gaz au vaporiseur contrôle simultanément la conduction des commutateurs statiques T1 et T2. 6.- Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'il est prévu un commutateur mécanique pour shunter l'électrovanne EVE de circulation d'eau chaude. 7.- Dispositif selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qutil est prévu un détecteur DNL de niveau liquide dans le vaporiseur qui eontrole la conduction d'un commutateur statique T3 qui commande une électrovanne EVL d'alimentation en gaz de pétrole liquéfié du vaporiseur à partir de la cuve. 8.- Dispositif selon l'une des renendications 3 à 7, caractérisé en ce que le détecteur DPG de pression au vaporiseur commande un commutateur statique Th d'arrêt d'alimentation électrique du circuit.