Brevet FR2393238A1 — publié le 19781229

L'invention concerne le domaine de l'automatisation du fonctionnement des brdleurs à gaz et, plus précisément, les dispositifs de commande de brûleurs à gaz à rayonnement infrarouge et est destinée à les mettre à feu à distance, à contrôler leur combustion et à maintenir automatiquement la température des locaux chauffés entre des limites prescrites. Lors de l'utilisation des brûleurs à gaz à rayonnement infrarouge, un arrêt de la combustion ou un retpur de flamme dans le mélangeur du brûleur ont pour origine le plus souvent un fait momentané, fortuit. Par exemple, un courant d'air dû à l'ouverture de portes, une variation saccadée de la pression de gaz, une coupure momentanée de l'arrivée de gaz etc. peuvent provoquer soit une extinction du brtleur, soit un retour de flamme. Beaucoup moins souvent une extinction du brûleur ou un retour de flamme sont provoqués par une cause stable telle que, par exemple une défaillance du brdleur, une coupure prolongée de l'arrivée de gaz etc. On contact les dispositifs de commande de brtleurs à gaz à rayonnement infrarouge (voir le certificat d'auteur de 1'URSS, N 418120, cl. P 23, 5/00 délivré le 24 Juin 1971). Ces dispositifs comportent des brûleurs à gaz à rayonnement infrarouge dotés chacun d'un éclateur à étincelles et d'un capteur de défaut de la flamme, les éclateurs à étincelles étant, dans ce cas, branchés par l'intermédiaire de condensateurs à haute fréquence correspondants à l'enroulement secondaire d'un transformateur d'allumage, dont l'enroulement primaire est connecté à une source d'alimentation tandis que les contacts à fermeture des capteurs de défaut de la flamme sont reliés entre eux en série et sont branchés par l'intermédiaire de l'enroulement d'un relais de contrôle au circuit secondaire d'un transformateur d'iso- lement dont l'enroulement primaire est également branché à la source d'alimentation. Tous les brdleurs à gaz sont reliés à une conduite de gaz commune, par une vanne électromagnétique d'amenée de gaz et sont pourvus de robinets à gaz individuels. En parallèle sur le circuit primaire du transformateur d'isolement, est branché un avertisseur sonore signalant l'état de panne du dispositif, et un relais temporisé. Les contacts d'un capteur de température du local chauffé par les brûleurs à gaz, sont reliés immé diatement au circuit primaire. Lors du branchement du dispositif à une source d'alimentation (au réseau de courant alternatif), la tension est appliquée à lten- roulement du relais temporisé, qui entre en action assureslapplica tion de la tension au transformateur d'isolement et à l'enroulement de la vanne électromagnétique. Cette dernière entre en action à-son tour et ouvre l'arrivée du gaz aux bruleurs à rayonnement infrarouge. En même temps, la tension est appliquée à 11 enroulement primaire du transformateur d'allumage. Â partir de ltenroulement secondaire du transformateur d'allumage des brûleurs à gaz, la tension est appliquée par l'intermédiaire des condensateurs à haute tension aux éclateurs à étincelles sur lesquels est engendrée une décharge par étincelles. La mise à feu des brdleurs a donc lieu. Le dispositif de commande de brûleurs à gaz à rayonnement infrarouge précité assure le réallumage des brûleurs à gaz dans le cas d'anomalies de fonctionnement des brûleurs résultant d'une cause d'un caractère momentané, la coupure de l'amenée du gaz et l'enclenchement de la signalisation d'alarme lorsque la tentative de supprimer automatiquement les causes de l'anomalie du régime normal de fonctionnement des brûleurs à gaz s 'avère infructueuse ce qui a lieu lors d'une anomalie stable du fonctionnement des brûleurs. Le dispositif prévoit le branchement de capteurs séparés de défaut de la flamme, tels qu'un capteur de contrtle de combustion et un capteur de protection des brûleurs contre les effets de retour de flamme ce qui assure le réallumage automatique non seulement après l'extinction du leur mais aussi lors d'un retour de flamme dû à une cause d'un caractère momentané. I1 permet également de concevoir une variante plus simple du branchement des capteurs de défaut de flamme qui réagissent tant à une extinction des brflleurs qutà un retour de flamme.Pourtant, le réallumage automatique ne se produit qu'après que le brdleur soit éteint tandis que lors d'un retour de flamme il g a coupure du gaz et enclenchement de l'alarme indépendamment de la nature de la cause, ce qui est l'un des inconvénients importants de ce dispositif. Un autre inconvénient du dispositif réside dans le fait qu'il ne peut fonctionner qu'à condition que tous les brûleurs soient en marche. Cependant, la pratique a fait apparat- tre qu'on a besoin quelquefois d'utiliser certains brûleurs mais non pas un groupe entier. Le but de l'invention est de supprimer les inconvénients précités. On s'est posé le problème de mettre au point un tel dispositif de commande debrûleurs à gaz à rayonnement infrarouge qui permettrait d'assurer la mise en action des brûleurs et leur réallumage d'une manière différentielle non seulement dans le cas de leur extinction mais aussi lors d'un retour de flamme en dotant la brûleur à gaz d'un seul capteur de défaut de flamme. L'invention a donc pour objet un dispositif de commande de brû- leurs à gaz à rayonnement infrarouge pourvu chacun d'un éclateur à étincelles et d'un capteur de défaut de flamme, les éclateurs à étincelles étant raccordés par des condensateurs correspondants à haute tension à l'enroulement secondaire d'un transformateur d'allumage dont l'enroulement primaire est branché à une source d'alimentation, alors que les contacts à fermeture du capteur de défaut de la flamme sont reliés entre eux en série et branchés par l'intermédiaire de l'enroulement dlun relais de contrôle au circuit secondaire d'un transformateur d'isolement dont l'enroulement primaire est également branché à la source d'alimentation, tous les brûleurs à gaz étant reliés à une conduite commune de gaz par l'intermédiaire d'une vanne électromagnétique d'amenée de gaz et étant dotés des robinets individuels à gaz, un avertisseur sonore d'alarme signalant une anomalie de fonctionnement du dispositif et un relais temporisé étant branchés en parallèle sur le circuit primaire du transformateur d'isolement alors que les contacts d'un capteur de température d'un local chauffé par les brûleurs à gaz, sont insérés directement dans le circuit primaire dudit transformateur, caractérisé en ce qutentre la source d'alimentation et l'enroulement primaire du transformateur d'isolement sont branchés en série un contact à ouverture retardée et un contact à fermeture du relais temporisé tandis qu'en parallèle sur ceux-ci est connecté un contact à fermeture du relais de contrôle, le relais temporisé étant connecté au circuit primaire du transformateur d'isolement à travers un contact à ouverture du relais de con trône en se rie avec le contact à ouverture retardée et le contact à fermeture du relais temporisé, l'enroulement primaire du transformateur d'allumage étant branché par l'intermédiaire d'un autre con tact à ouverture du relais de contrôle en parallèle sur ltenroule- ment primaire du transformateur d'isolement, les contacts à fermeture des capteurs d'anomalie de la flamme étant disposés en shunt sur les contacts à ouverture d'interrupteurs à bouton couplés mécaniquement aux robinets aegaz correspondants. Une telle conception permet de réaliser la mise en marche différentielle des brûleurs et leur réallumage non seulement à 1' extihc- tion mais lors d'un retour de flamme dans le cas d'une anomalie de fonctionnement des brûleurs résultant d'une cause d'un caractère momentané, à l'aide d'un seul capteur de défaut de la flamme sur le brûleur à gaz. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple concret de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la Fig. 1 représente le schéma électrique de principe du dispositif de commande de brûleurs -à gaz à rayonnement infrarouge suivant l'invention; - la Fig. 2, montre un robinet à gaz individuel dans la position "fermé"; - la Fig. 3, montre le robinet à gaz individuel dans la position "ouvert. Dans le dispositif suivant l'invention pour la commande des brû- leurs à gaz à rayonnement infrarouge (les brûleurs à gaz ne sont pas représentés) chaque brûleur à gaz à rayonnement infrarouge est équipé d'un éclateur à étincelles 1 (Fig. 1) et d'un capteur d'anomalie de la flamme d'un type bimétallique, à dilatation ou un autre type à contact à fermeture 2; en outre le dispositif comporte un transformateur 3 d'allumage des brûleurs à gaz, dont l'enroulement primaire 4 est branché à une source d'alimentation dans le cas présent, au réseau de courant alternatif. Les éclateurs à étincelles 1 sont branchés à l'enroulement secondaire 5 du transformateur 3 par l'intermédiaire de condensateurs 6 à haute tension.Les contacts à fermeture 2 des capteurs d'anomalie de la flamme sont reliés entre eux en série et sont connectés à l'enroulement secondaire 8 d'un transformateur d'isolement 9 par l'intermédiaire de l'enroulement d'un relais de contrôle 7. L'enroulement primaire 10 du transformateur d'isolement 9 est également branché à la source d'alimentation. Tous les brûleurs à gaz sont reliés à une conduite commune à travers une vanne électromagnétique d'amenée de gaz (non représentée), l'enroulement II de cette vanne étant connecté à l'enroulement secondaire 8 du transformateur d'isolement 9, et sont pourvus de robinets individuels à gaz 12 (Fig. 2 et 3) qui sont rendus mécaniquement solidaires des interrupteurs à contacts 13, dont les contacts à ouverture 14 (Fig. I) sont branchés en parallèle sur les contacts à fermeture 2 des capteurs d'anomalies de la flamme. En outre, ce dispositif comporte un relais temporisé 15 qui comprend un contact à fermeture retardée 16 dans le circuit de l'avertisseur sonore d'anomalie de fonctionnement du dispositif ainsi que, branchés en série, un contact à ouverture retardée 18 et un contact à fermeture 19 connecté dans le circuit primaire du transformateur d'isolement 9, en parallèle sur lesquels est branché un contact à fermeture 20 du relais de contrôle 7. Le contact à fermeture 19 présente une durée de maintien pour l'enclenchement gråce à l'enroulement du relais temporisé 15. Le maintien du contact 19 peut être assuré par le branchement en parallèle du relais temporisé supplémentaire 21 (représenté en pointillé sur la Fig. 1) La connexion des éléments du dispositif à la source d'alimentation se fait à l'aide dlun interrupteur 22 auquel est connecté, par l'intermédiaire d'un contact à ouverture 23 du relais de contrôle 7, un voyant rouge 24 tandis qu'un autre voyant vert 25 est branché en parallèle sur l'enroulement primaire 10 du transformateur d'isolement 9. En parallèle sur cet enroulement, par l'intermédiaire d'un autre contact à ouverture 26, on a branché l'enroulement primaire 4 du transformateur d'allumage 3. Directement dans le circuit primaire 10 du transformateur d'iso- lement 9, sont branchés les contacts 27 du capteur de température du local chauffé par les brûleurs à gaz. Avant de mettre en marche le dispositif, il faut ouvrir les robinets individuels à gaz se trouvant en amont des brûleurs qu'on veut mettre en marche. Les contacts à ouverture 14 (Fig. I) des interrupteurs à boutons 13 (Fig. 2 et 3) s'ouvrent. Sur la Pig. I, on a montré les contacts 14 des interrupteurs à bouton 13 lorsque les robi nets individuels à gaz sont dans la position "fermé". En régime normal de la combustion des brûleurs à gaz, le dispositif de commande des brûleurs à gaz à rayonnement infrarouge fonctionne de la manière suivante. Lors de l'enclenchement de l'interrupteur 22, le voyant rouge 24, annonçant la présence de la tension dans le circuit d'alimentation, est allumé. Si la température du local chauffé est au-dessous de la valeur à laquelle est réglé le capteur de température du local chauffé par les brûleurs à gaz, ses contacts 27 se trouvent fermés (comme représenté sur la Fig. 1) alors que la tension est appliquée à travers un contact à ouverture 23 du relais de contrôle 7, à l'en- roulement du relais temporisé 15. Au bout d'un certain temps, déterminé par le retard à la mise en action du relais temporisé 15, son contact à fermeture 19 se ferme.En conséquence la tension est appliquée avec un retard à l'ouverture, à travers le contact à ouverture retardée 18 et le contact fermé 19 de ce même relais, au voyant 25, à l'enroulement primaire 10 du transformateur d'isolement 9 et à l'enroulement 11 de la vanne électromagnétique. Cette dernière entre en action et ouvre 11 arrivée de gaz au groupe de brdleurs. En même temps, à travers les contacts 19 et 18 du relais temporisé 15 et le contact à ouverture 26-du relais de contrôle 7, la tension est-appliquée à l'enroulement primaire 4 du transformateur d'allumage 3. A partir de ltenroulement secondaire 5 du transformateur d'allumage 3, la haute tension est appliquée à travers les condensateurs 6 à haute tension aux éclateurs à étincelles I sur lesquels est produite une décharge par étincelles. C'est ainsi que se produit la mise à feu des brûleurs. Dès que la température des brûleurs à gaz a atteint une valeur suffisante pour faire entrer en action les capteurs de défaut de fla=e,il y a formation du circuit d'alimentation du relais de contrôle 7. Ce dernier entre en jeu. Son contact à fermeture 20 se ferme alors que les contacts à ouverture 23 et 26 s'ouvrent, Il en résulte que le relais temporisé 15 et le voyant rouge 24 se trouvent mis hors circuit. Seul le voyant vert 25 est allumé ce qui annonce que le dispositif fonctionne en régime normal (tous les brûleurs sont en action). Â ce moment, la tension sur le transformateur d'allumage 7 devient nulle. Lorsque la température de l'air dans le local chauffé a atteint une valeur prescrite, le contact à ouverture 27 du capteur de température de l'air du local s'ouvre et tous les éléments (sauf le voyant rouge 24) sont mis hors circuit y compris l'enroulement II de la vanne électromagnétique qui coupe l'amenée de gaz aux brûleurs. Lors de la baisse de la température de l'air dans le local, le contact à ouverture 27 du capteur de température se ferme à-nouveau. I1 se produit alors un réallumage automatique à distance des brû- leurs à gaz après quoi le système reprend son fonctionnement normal de la façon décrite ci-dessus. En cas d'extinction d'un ou de plusieurs brûleurs à gaz ou bien d'un retour de flamme, le contact à fermeture 2 du capteur correspondant de défaut de la flamme s'ouvre. A ce moment, le relais de contrôle 7 se trouve mis hors circuit, ses contacts à ouverture 26 et 23 reviennent dans la position initiale fermée alors que le contact à fermeture 20 passe à l'état ouvert, le circuit d'alimentation de la vanne électromagnétique est coupé, l'amenée de gaz aux brûleurs est interrompue, le voyant rouge 24 est allumé et le relais temporisé 15 est alimenté. Au bout d'un certain temps qui est déterminé par le retard lors de l'enclenchement du relais temporisé 15, le contact à fermeture 19 se ferme.A ce moment, la tension est appliquée au voyant vert 25, à l'enroulement II de la vanne électromagnétique et au transformateur d'allumage. Dans le cas- où le régime de fonctionnement des brûleurs est troublé par une cause momentané il y a réallumage automatique de la manière qui vient autre décrite. Lorsque l'extinction d'un brdleur ou retour de flamme est provoqué par une cause ayant un caractère stable il y a répétition de l'anomalie de fonctionnement des brdleurs ce qui n' assure pas l'en- clenchement des capteurs de défaut de la flamme. Dans ce cas, le circuit d'alimentation du relais de contrôle 7 n'est pas fermé. Le relais temporisé 15 reste sous tension à travers le contact à ouverture 23 du relais de contrôle 7 ce qui entraîne l'ouverture du contact à ouverture avec un retard à l'ouverture du contact 18 et la fermeture du contact à fermeture 16 avec un retard. En conséquence, le voyant vert 25 se trouve éteint, le circuit d'alimentation de 1'enroulement II de la vanne électromagnétique est coupé et l'avertis- seur sonore 17 annonçant la panne du système, est enclenché. Le dispositif suivant l'invention trouve un large emploi pour le chauffage de différents locaux dans l'agriculture et dans l'industrie, par des brûleurs à gaz à rayonnement infrarouge et permet de réduire le temps pour la localisation des causes d'une anomalie de fonctionnement des brûleurs à gaz. - ItVENDICÀTI0N Dispositif de commande de brûleurs à gaz à rayonnement infrarouge, pourvus chacun d'un éclateur à étincelles et d'un capteur de défaut de la flamme, les éclateurs à étincelles étant raccordés par des condensateurs correspondants à haute tension, à ltenroule- ment secondaire d'un transformateur d'allumage dont l'enroulement primaire est branché à une source d'alimentation alors que les contacts à fermeture des capteurs de défaut de la flamme sont reliés entre eux en série et branchés par l'intermédiaire de l'enroulement d'un relais de contrôle au circuit secondaire d'un transformateur d'isolement dont l'enroulement primaire est aussi branché à la source d'alimentation, tous les brûleurs à gaz étant reliés à une conduite de gaz commune par l'intermédiaire d'une vanne électromagnétique d'amenée de gaz et étant dotés de robinets de gaz individuels, un avertisseur sonore d'alarme signalant une anomalie de fonctionnement du dispositif et pn relais temporisé étant branchés en parallèle sur le circuit primaire du transformateur d'isolement alors que les contacts d'un capteur de température du local chauffé par les brûleurs à gaz, sont insérés directement dans la circuit primaire dudit transformateur, caractérisé en ce qu'entre la source d'alimentation et l'enroulement primaire du transformateur d'isolement sont branchés en se rie un contact à ouverture retardée et un contact à fermeture du relais temporisé tandis qu'en parallèle sur ceux-ci est connecté un contact à fermeture du relais de contrôle, le relais temporisé étant connecté au circuit primaire du transformateur d'isolement à travers un contact à ouverture du relais de contrtle en série avec le contact à ouverture retardée et le contact à fermeture du relais temporise l'enroulement primaire du transformateur d'allumage étant branché par l'intermédiaire d'un autre contact à ouverture du relais de contrôle en parallèle sur l'enroulement primaire du transformateur d'isolement, les contacts i fermeture des capteurs d'anomalie de la flamme étant disposés en shunt sur les contacts à ouverture d'interrupteurs à bouton accouplés mécaniquement aux robinets de gaz correspondants.