Brevet FR2342465A1 — publié le 19770923

a présente invention a pour objet un dispositif de commande d'alimentation conjuguée et modulée d'air et de combustible, notamment gazeux pour la conduite des chaudières. Dans les installations traditionnelles, les constructeurs de chaudières et brûleurs à gaz montent sur la conduite d'alimentation en gaz des brûleurs des dispositifs d'asservissement et de contrôle comment plusieurs organes séparées qui sont assemblées sur place selon le type de l'installation. Ainsi notamment la conduite d'alimentation de gaz comprend, dans Tordre d'écoulement du gaz, en amont de l'installation un robinet général de barrage. Après ce robinet de barrage on trouve habituellement une vanne modulante qui permet de régler le débit de gaz amené au brûleur de la chaudière en fonction du régime de marche choisie.Cette vanne est fréquemment une électro-vanne qui est asservie par un régulateur qui agit sur la vanne en fonction des conditions atmosphériques et en fonction par exemple du thermostat d'ambiance placé chez ltutilisa teur. A coté de la commande d'alimentation de gaz il faut prévoir une commande pour l'alimentation de l'air de combustion dont le débit est habituellement contrôlé par un volet d'air commandé par un moteur d'asservissement. Différents problèmes se posent au niveau des réglages et de l'asservissement qui doivent être conjugués de l'admission de gaz et de l'admission d'air de combustion au brûleur, ainsi que des problèmes de temporisation notamment au démarrage et à l'arr8t des brûleurs, de façon à éviter les chocs thermiques dans l'installation et assurer également tous les paramètres de sécurité nécessitant une pré et une post-ventilation de la chaudière pour éviter des accumulations locales possibles de gaz, etc...Disers systèmes de temporisation, relais et d'autres appareillages sont ainsi requis. Le montage et l'assemblage de-ces différents éléments séparés juxtaposés de commande et de contrôle sont des opérations délicates et longues nécessitant l'emploi d'un personnel hautement qualifié tes risques d'incidents et de défauts de fonctionnement sont accrus du fait de la complexité de l'installation et des nombreux éléments dispersés et disparates qui la composent. te dispositif de commande d'alimentation conjuguée et modulée d'air et de combustible conforme à l'invention permet de résoudre les difficultés ci-dessus mentionnées. Il se caractérise essentiellement en ce qu'il comprend un même moteur unique d'asservissement qui commande à la fois un volet d'admission d'air à la chaudière et un registre d'admission de combustible augbrtleurs de la chaudière. Le dispositif se présente sous la forme d'un boiter monobloc, par exemple en alliage moulé, dans lequel sont montés les cnsYa;sessentiels du dispositif tels notamment que le robinet général de barrage de combustible, le filtre, le ou les électro-vannes de sécurité, le registre d'alimentation en combustible et le moteur d'asservissement. Un tel dispositif monobloc ne nécessite donc plus d'avoir à effectuer les divers raccordements entre les différents organes de commande et d'asservissement de l'installation, et il permet parallèlement un mélange parfaitement homogène et de proportion parfaitement réglée aux différents débits d'air et de combustible. En outre, comme il apparaîtra de la description qui va suivre de modes de réalisation, le dispositif de commande de l'invention permet d'effectuer très facilement le réglage de l'installation au départ, en fonction des conditions particu lières d'utilisation. t'invention apparaitra plus clairement à l'aide de la description qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels - la figure t est une vue schématique générale d'un dispositif de commande conforme à l'invention; la figure 2 est une vue semblable à celle de la figure 1 et relative à un d sposntif comprenant des organes de sécurité supplémentaires dans le cas d'une installation de puissance supérieure. Selon le mode de réalisation illustré à la figure 1, le dispositif de commande d'alimentation conjuguée et modulée d'air et de gaz combustible conforme à l'invention comprend un boîtier monobloc 10, par exemple en alliage moulé, dans ou sur lequel sont montés les différents organes essentiels du dispositif et en particulier : le robinet général de barrage de gaz combustible Il qui vient par exemple se fixer par des vis 12 sur le boîtier 10; le filtre 13 qui filtre le gaz à l'entrée de l'installation; une électro-vanne 14 de sécurité; un registre 15 permettant de moduler l'alimentation en gaz combustible de l'installation; et un moteur d'asservissement 16 qui commande simultanément le registre 15 et le volet 17 d'admission d'air aux brûleurs. Dans l'exemple de réalisation illustré la vanne 14 de sécurité est une vanne électro-magnétique par tout ou rien qui est commandée à la fermeture (position illustrée au dessin -)en cas d'arrêt de l'installation, ou encore en cas de manque de courant, ou eneore si l'une des fonctions de sécurité prévue a déclenché son fonctionnement. Dans l'exemple illustré la vanne 14 comprend une double commande de sécurité, à savoir - une commande 18 par pressostat de contrôle de pression minimale du gaz à l'alimentation de l'installation. Cette commande peut comprendre un détecteur 19 de pression de gaz qui commandera le déclenchement électrique de la vanne 14, par exemple par l'intermédiaire d'une capsule de type barométrique 20, si la pression du gaz dans le bottier tO descend en-dessous d'une valeur minimale déterminée. - une commande 2t par dépressostat de contrôle de la pression d'air qui commande la fermeture de la vanne t4 s'il n'existe pas en 22, au niveau de Ltaspiration 23 d'air extérieur par le ventilateur 24 d'arrivée dtair de combustion à l'installation, une dépression minimale déterminée significative d'une ventilation correcte de 1'installation. Cette commande 21 peut agir par exemple sur la même capsule manométrique 20 que celle qui reçoit le signal de pression de gaz de la commande 18. Eventuellement il peut'agir d'une capsule séparée ou d'un autre organe de commande. Dans tous les cas lorsque I'electro-vanne 14 a déclenché. le ressort de rappel 25 plaque le clapet-26 de la vanne contre son siège 27 interdisant la circulation du gaz dans le dispositif de commande selon le parcours des flèches B. ta régulation du débit de gaz amené autbrûleurs (non représentés) se fait au moyen du registre à glissière 15 commandé par le moteur 16. Dans l'exemple illustré, le moteur 16 entraine un disque tournant 28 sur lequel sont prévus différents points d'articulation pour deux bielles 29,30 qui commandent les ouvertures conjuguées du registre 15 et du volet d'air 17. Dans l'exemple de réalisation illustré la bielle 29 agit sur la tige 31 solidaire du volet 32 du registre 15. Il est clair que le moteur 16 lorsqu'il sera commande pour entratner le disque 28 dans telle ou telle position entrainera et positionxffla simultanément le volet 32 du registre 15 dans la position d'ouverture plus ou moins grandidésirée, le réglage pouvant être en outre simplement ajusté en modifiant sur le disque 28 la position d'ancrage 33 de l'extrémité correspondante de la bielle 29. La même chose peut être dite de la régulation du volet 17 d'admission d'air qui pivote autour du point 34 d'articulation le réglage de l'angle d'ouverture pouvant être modifié simplement en modifiant le point d'ancrage 35 de la bille 30 sur le disque 28. te moteur 16 d'entraînement conjugué du registre 15 et du volet t7 est un moteur d'asservissement de type classique commandé par exemple par un contrôleur électronique 36 de positionnement du moteur. Une telle conception du dispositif permet d'étalonner l'appareil et de fournir à l'installateur, avec l'appareil, des courbes de réglage de l'installation en fonction de la pression du gaz délivré , de sa nature et de la puissance à satisfaire pour l'installation. Dans ces conditions, l'instal lateur après am ir ir convenablement positionné aux points 33,35 requis les extrémités des bielles 29,30 du registre de gaz et du volet d'admission d'air n'aura plus qu'à positionner , dans les positions indiquées par les courbes de réglage les potentiomètres (non représentés) qui détermineront les positions d'asservissement du moteur 16 contrôlé par le contrôleur électronique 36.Ainsi seront évités tous les tatonnements la et fastidieux nécessaires au démarrage d'une installation classique dans laquelle il faut mesurer et asservir en les conjuguant une commande séparée de volet d'admission d'air et une commande par vanne modulante pour le gaz. Parmi les avantages supplémentaires du dispositif de l'invention il faut noter qu'un tel dispositif peut être prévu avec un socle à fiches embrochables en attente pour recevoir un boîtier de régulation (non représenté) qui peut être fourni sur demande à la commande ou ultérieurement avec les sondes extérieures et de départ du fluide caloporteur dans le cas d'une installation de chauffage central à régulation automatique Toutes les liaisons des différents appareils sont avantageusement réalisées par un circuit imprimé qui porte Bs cosses due raccordement , ce qui évite toute erreur de branchement. En outre, un tel dispositif peut être facilement conjugué avec une alimentation en combustible liquide des chaudières parallèlement à l'alimentation en gaz. En effet, pour passer de l'alimentation gaz à l'alimentation combustible liquide, il suffira at arreter l'alimentation en gaz, le moteur d'asservissement 16 continuant à assurer la régulation du tirage d'air et pouvant être utilisé avantageusement pour commander simultanément le débit d'admission de combustible liquide aux bruleurs de la chaudière. Dans ces conditions , il suffira d'un simple interrupteur inverseur pour passer automatiquement du fonctionnement gaz combustible au fonctionnement combustible liquide. Un autre avantage de l'installation réside en ce que l'on obtient automatiquement une pré-ventilation et une post-ventilation de l'installation respectivement au démarrage et l'arrêt. En effet, au démarrage de l'installation, le moteur t6 d'asservissement ouvrira progressivement le volet d'air 17 et le registre 15. Dès le commencement d'ouverture du volet- 17, l'installation sera ventilée par l'air pulsé par le ventilateur 24. Par contre, l'admission de gaz ne se fera que lorsque l'électro-vsnne 14 sera commandée à l'ouverture, et cela à partir du moment seulement où le volet 32 du registre t5 sera suffisamment ouvert. A cet effet la vanne t4 sera asservie par commande 38 à la position du moteur t6 qui maintiendra l'électro vanne 14 non alimentée, tant que le volet 32 du registre 15 ne se sera pas ouvert jusqu'à la position minimale déterminée. De même, à ltarret de l'installation, lorsque le moteur d'asservissement 16 commandera simultanément la fermeture progressive du registre 15 et du volet d'air 17, l'électrovanne 14 commandera lBarrêt de l'alimentation du gaz dès que le volet 32 du registre 15 aura dépassé la position d'ouverture minimale prédéterminée mentionnée, arrêtant totalement l'alimentation de gaz aux brûleurs tandis que l'installation continue à être ventilée tant que le volet 17 d'admission d'air n'est pas complètement fermé. Selon la variante de réalisation illustrée à la figure 2 on retrouve, repérés par les mêmes nombres augmentés de 100 unités des éléments semblables à ceux du dispositif décrit à la figure 10 D'installation de la figure 2 diffère de celle de la figure 1 en ce que, s'agissant d'une installation pour puissance supérieure on a prévu des sécurités supplémentaires, à savoir - une électro-vanne 50 de mise à l'air libre, montrée en position fermée à la figure 2 et qui s'ouvre automatiquement en cas de déclenchement de l'installation. Cette vanne a pour but de canaliser vers une conduite 51 d'évacuation à l'air libre le débit, de gaz éventuel qui aurait tendance à arriver dans l'installation en cas de mauvais fonctionnement des électro-vannes de sécurité 114, 114'. - une électro-vanne de sécurité supplémentaire 114'. Dans l'exemple illustré l'électro-vanne 114 est commandée à la fermeture par le pressostat 118 de contrôle de pression minimale du gaz, tandis que l'électro-vanne 114' est commandée par la commande 121 de dépressosta' de contre de la pression d'air à l'installation. En outre on a supposé que la commande 158 contrôlée par le moteur d'asservissement t16 commandait en parallèle la fermeture des électro-vannes 114,114' et l'ouverture de I'électro-vanne 50 dès que le volet 132 du registre à glissière 115 n'était pas ouvert jusqu'à sa position minimale d'ouverture prédéterminée. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation illustrés et décrits qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple, l'invention comprenant tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont réalisées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le ladre des revendications qui suivent. REVENDI CATI 0 S 1. Dispositif de commande d'alimentation conjuguée et modulée d'air et de combustible notamment gazeux pour la conduite des chaudières, caractérisé en ce qu'un même moteur unique d'asservissement commande à la fois un volet d'admission d'air à la chaudière et un registre d'admission de combustible aux brûleurs de la chaudière. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le combustible étant du gaz, ledit registre d'admission de combustible est un registre à glissière. 3 Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le moteur d'asservissement entraîne un disque tournant sur lequel sont prévus différents points d'articulation pour deux bielles commandant les ouvertures conjuguées du volet d'air et du registre de combustible et permettant les différents réglages de débits. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un bottier monobloc, par exemple en alliage moulé, dans ou sur lequel sont montés les différents organes essentiels du dispositif tels notamment que le robinet général de barrage de combustible , le filtre de gaz, le ou les électro-vannes de sécurité, le registre d'alimentation en combustible et le moteur d'asservissement. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moteur d'asservissement est commandé par un contruleur électronique qui reçoit les diverses données de programmation de l'installation équipée dudit dispositif. 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'au démarrage et à l'arrêt de la chaudière, le moteur ouvre ou ferme simultanément le volet d'air et le registre de gaz combustible, tandis que la vanne de sécurité du gaz est fermée tant ou dès que le registre est moins ouvert que selon une position d'ouverture minimale déterminée, assurant ainsi une préventilation de llinstnllation au démarrage de la chaudière et une post-ventilation de l'installation à l'arrêt de la chaudière.