Brevet FR2301775A1 — publié le 19760917

Le système de contrôle pour brûleurs à gaz faisant ltob- jet de la présente invention permet de commander et de contrôler le fonctionnement d'un brûleur à gaz monté dans une chaudière, ou dans un réchauffeur d'air, etc., par réception de signaux et envoi d'ordres de commande uniquement de type électrique. De cette façon, il est possible de réaliser un système de contrôle mécaniquement indépendamment du brûleur, ce qui offre des avantages économiques, fonctionnels et d'entretien considérables. Il est également possible de réaliser un système de contrôle de type modulaire, c'est-à-dire tel qu'il consent la mise en oeuvre de systèmes de contrôle de différente complexité par l'adjonction de modules supplémentaires au module central de contrôle Les avantages qu'on vient de mentionner sont obtenus en maintenant la caractéristique requise fondamentale des appareils de contrôle de brûleurs du type considéré, notamment celle relative à la "sécurité positive En effet, comme on le verra ci-après, dans le cas où l'appareil subirait une panne par ouverture, court-circuit ou variation de la valeur de l'un des composants entre la valeur nominale et les valeurs limite de circuit ouvert ou de courtcircuit, l'une des pannes ci-dessus pouvant -se produire dans plusieurs composants simultanément, le système de contrôle coupe l'arrivée de gaz au brûleur, ce qui a pour conséquence l'ex tinction de la flamme même. Cette condition, impérative dans ce type d'application, est obtenue par lMemploi d'au moins un oscillateur commandé directement par le courant fourni par au moins un détecteur de flamme du type à ionisation. La sortie de l'oscillateur commande, par couplage en courant alternatif, l'électrode de commande d'une diode commandée, ou thyristor, laquelle, à son tour, actionne l'électrovalve réglant l'arrivée de gaz au brûleur. L'absence de flamme dans le brûleur, de même qu'une panne à l'un quelconque des composants de l'oscillateur a pour résultat de faire cesser les oscillations mêmes et, de ce fait, d'éteindre le thyristor et d'arrêter 11 arrêter l'arrivée de gaz au brû - leur4 titre nullement limitatif, on a représenté au dessin annexé des exemples de réalisation de systèmes de contrôle selon l'invention, dessin sur lequel - la figure 1 est le schéma de principe par blocs du système de contrôle, et - les figures 2 et 3 sont les schémas de deux formes de réalisation. Sur la figure 1, on voit que le système de contrôle comprend un module de contrôle de flammes 1, des modules de contrôle auxi liaires2,une électrode de détection de présence de flamme 3, une électrovalve de contrôle de l'arrivée de gaz au brûleur 4, des électrodes d'allumage de la flamme 5 et des éléments sensibles pour les modules de contrôle auxiliaires 2. Les modules pour contrôle auxiliaires 2 et les éléments sensibles 6 sont de type classique et leur fonction est de relever certaines grandeurs, telles que : température du local, température de l'eau d'une chaudière, température de l'air débité dans le cas d'aérothermes de chauffage, pression à l'intérieur d'une chaudière. Les circuits électroniques permettant de réaliser les fonctions précitées sont de type connu en soi et n'entrent pas, par conséquent, dans le domaine de la présente invention. Lesdits modules de contrôle auxiliaires 2 engendrent des signaux de commande pour le module de contrôle de flamme 1. Ce module 1 commande, par l'électrovalve 4 l'arrivée de gaz au brûleur et provoque son allumage au moyen d'une étincelle jaillissant à travers les électrodes 5. Le circuit logique, selon lequel le module de contrôle de flamme 7 est réalisé, est indiqué à la figure 2. Ce circuit montre que le module de contrôle de flamme est essentiellement constitué par une électrode 3 détectrice de la présence de flamme . La présence de la flamme est décelée en utilisant le phénomène de l'ionisation du gaz (air) entre deux Blectro- des en présence de la flamme même. Dans le cas considéré, 1' une des deux électrodes est constituée par la masse métallique du brûleur, tandis que la seconde électrode est constituée par une pointe métallique. En présence de flamme, un courant continu de l'ordre de grandeur de dizaine de e passe par le secondaire du transformateur 22 et l'électrode détectrice 3 et commande l'oscillateur 7 à travers le circuit OU 8. Cet oscillateur 7 est réalisé de façon à exiger, à l'entrée Es unscourant pour son fonctionnement. On peut prévoir, pour l'oscillateur, diverses formes de réalisation qui sont toutes déjà connues. Dans l'exemple de réalisation de la figure 3, on a utilisé un transistor unijonction 24. Cependant, il est également possible d'utiliser d'autres types d'oscillateur réalisés au moyen de transistors de type bipolaire ou du type à effet de champ. La particularité du circuit qui fait l'objet de la présente invention consiste précisément dans le fait d'utiliser un oscillateur composé d'un couple d'électrodes détectrices pour indiquer la présence de la flamme. L'oscillateur est couplé par un condensateur 16 à un thyristor 11. Lorsque le thyristor est allumé par les impulsions provenant de l'oscillateur 7, l'électrovalve 4 du type à actionnement en courant continu, est excitée et autorise l'arrivée du gaz au brûleur. 'e trsnsformateur 12 alimente le circuit; le condensateur 20 consiste en un filtre capacitif et la diode 21 permet le passage de courant dans l'électrovalve 4 même pendant la demi-période au cours de laquelle le thyristor Il reste éteint. De module détecteur de flamme est complété par : - un circuit de démarrage 9 qui, à travers le circuit (XJ 8, fournit un courant de démarrage à l'oscillateur 7 lorsqu'un ordre de commande d'allumage lui est envoyé par la borne I. Ce courant est fourni par la décharge d'un condenatb, comme cela est montré dans l'exemple de réalisation de la figure 3 ; - un circuit pour produire l'étincelle nécessaire à l'allumage initial du brûleur; ce circuit est constitué par le transformateur haute tension 14 dont le secondaire est relié aux électrodes d'allumage 5 et\ gur le primaire duquel le condensateur 17 est déchargé à travers le thyristor 13. La décharge du condensateur s'effectue à travers la résistance 18, la diode 19 et le transformateur 15. L'amplificateur 23 empêche l'allumage du thyristor 13 lorsque le courant fourni par les électrodes détectrices de flamme 3 indique que la flamme du brûleur est allumée. La figure 3 montre un exemple de réalisation du schéma de principe de la figure 2. Dans le schéma de la figure 3, l'oscillateur est constitué du transistor unijonction 24 du condensateur 27, des résistances 25, 26, 54, 28, 30 et de la diode 29. eatransformateurs12, î5et 22 ont les fonctions déjà décri tes en se référant à la figure 2. D'une façon analogue, le condensateur 16, le thyristor 11, la résistance 10, le condensateur 20 et la diode 21 forment le circuit qui, couplé en courant alternatif avec l'oscillateur, est destiné à actionner l'électrovalve 4. Be courant fourni à travers les électrodes détectrices 3 actionne 1' oscillateur à travers un filtre constitué de la résistance 42 et du condensateur 35. Les circuits sont alimentés à travers deux redresseurs, avec filtre associé, constitués des diodes 50, 51 et des conden sateurs 48 et 52. le circuit engendrant l'étincelle d'allumage est constitué, comme dans le schéma de la figure 2, du transformateur haute tension 14, du thyristor 13, du condensateur 17, de la diode 18, et de la résistance 19, ce circuit étant alimenté par le transformateur 15. L'amplificateur 23 de la figure 2 est, dans ce cas, constitué des transistors 37, 39 et des résistances 38, 40, 41. Le circuit de démarrage 9 de la figure 2 est constitué, dans l'exemple de la figure 3, par le transistor 43, lequel, lors de l'allumage de l'appareil est rendu conducteur par le courant de charge du condensateur 44. Pendant tout le temps que ledit transistor est conducteur, le condensateur 33 se charge à travers ce même transistor 43 et la diode 32. Quand le condensateur 44 est chargé, le transistor 43 se bloque et le condensateur 33 est relié à travers la résistance 34 et la diode 31, aux extrémités de la résistance de l'oscillateur 28, ce qui lui permet de fournir le courant nécessaire au démarrage initial du brûleur. Dans l'exemple représenté la borne de contrôle I est reliée au retour commun de l'appareil, de façon à permettre le démarrage au moment du branchement du courant d'alimentation. Les modules auxiliaires peuvent être reliés au module de contrôle par la borne I, dont la fonction a déjà été illustrée, et la borne B, laquelle, en rendant conducteur, au moyen d'un signal positif approprié, le transistor 54, provoque l'extinc tion de la flamme du brûleur par le blocage du thyristor 11 et la désexcitation de l'électrovalve qui en résulte. t V t N fi I C Â T I O N S 1.- Système électronique de contrôle pour brûleurs, à détection de flamme par ionisation, caractérisé par le fait qu'il comporte, pour l'arrêt de l'arrivée de combustible, au moins un oscillateur commandé directement par le courant fourni par au moins un détecteur de flamme du type à ionisation. 2.- Système de contrôle selon la revendication 1, dans lequel le module de contrôle de flamme comprend un oscillateur actionné par le courant provenant d'un détecteur de flamme à et couplé en courant alternatif, au moyen d'un transformateur ou d'un condensateur, à l'électrode de commande, ou gâchette, d'un thyristor qui actionne une électrovalve commandée en courant continu. 3.- Système de contrôle selon la revendication 1, dans lequel le démarrage du brûleur a lieu par connexion à l'entrée de l'oscillateur d'un condensateur chargé au préalable, de telle façon que le courant fourni soit de courte durée. 4.- Système de contrôle selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel l'allumage de la flamme du brûleur est produit par une étincelle provoquée par la décharge d'un condensateur sur le primaire d'un transformateur haute tension dont le secondaire est relié aux électrodes d'allumage, la décharge, qui est provoquée par un thyristor,étant empêc-hee au moment de l'allumage de la flamme. 5.- Système de contrôle selon l'une des revendications I à 4, dans lequel le module de contrôle de flamme est relié à des modules auxiliaires de telle façon que le fonctionnement du brûleur soit asservi à des paramètres extérieurs au brûleur luimeme.