Brevet FR2458755A1 — publié le 19810102

La présente invention concerne un dispositif d'al- lumage de sécurité destiné notamment à fonctionner en combinai- son avec une valve notamment pour brûleurs ou panneaux radiants comportant un corps de valve ayant un conduit d'amenée de gaz et un logement pour un injecteur, contenant un siège pour un clapet comprenant d'une part un corps de sécurité logeant une tête magnétique pourvue d'un enroulement relié par un conducteur électrique à un thermocouple et d'autre part un bottier de com- mande logeant une bobine de commande du clapet, un ensemble de production d'étincelles d'allumage du gaz, un redresseur, un circuit imprimé et une patte de mise à la masse. Des dispositifs d'un type similaire sont connus, mais ils présentent certaines limitations ou inconvénients. Ainsi, ils peuvent être en premier lieu la cause de perturba- tions parasites telles que surtensions transitoires sur la ligne d'alimentation du réseau normal qui les transmet ensuite à des récepteurs ce qui est gênant; ils comportent généralement des composants électriques et électroniques épars, non protégés et reliés par des conducteurs électriques encombrants. Le but de la présente invention est notamment de pallier ces inconvénients en proposant un tel dispositif d'allu- mage caractérisé par le fait qu'il est pourvu de moyens inté- grés de protection contre les surtensions transitoires, notam- ment un "varistor" permettant de limiter les tensions et les courants de choc, d'absorber les énergies perturbatrices et de stabiliser les tensions. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de protection contre les surtensions transitoires, la bobine, le redresseur, l'allumeur de l'ensemble de production d'étincelles, le circuit imprimé et les connexions respectives sont logés dans un boîtier de commande sous forme de bloc sur- moulé en matériau isolant, compact, étanche et protégé. Dans un tel dispositif d'allumage, les éventuelles perturbations de fonctionnement et les éventuelles destructions occasionnées par les crêts de tension existant soit du fait du courant d'alimentation, soit du fait d'un transformateur sont supprimées et ce jusqu'à plusieurs milliers de volts, ce qui améliore considérablement la fiabilité du dispositif. La présence d'un redresseur pouvant être un pont à diode assure une alimentation qui élimine toute vibration et améliore la fiabilité de l'ensemble. La partie électrique du dispositif est préférentiel- lement intégrée dans un bottier unique surmoulé en résine ou autre corps isolant, et de ce fait totalement étanche et à l'abri des poussières et atmosphères corrosives, compact, moins volumineux, plus facile d'emploi, interchangeable. En utilisant des composants communs pour l'allumeur et la télécommande de la valve, on abaisse son coût en améliorant la fiabilité et la simultanéité des fonctions allumage et alimentation en gaz par ouverture du clapet. Les connexions du boitier de commande aux organes restant en dehors de celui-ci sont réduites au maximum, ce qui est également un élément d'amélioration essentielle de la fiabilité du dispositif. D'autres avantages ressortiront également de la description de deux formes d'exécution préférées mais nulle- ment limitatives de l'invention et du dessin annexé, dont: - La figure 1 est une vue schématique partiellement arrachée du dispositif selon l'invention, - La figure 2 est une vue schématique du schéma - électrique selon une première forme d'exécution de ce dispo- sitif, et, - La figure 3 est une vue schématique du schéma électrique selon une seconde forme d'exécution du dispositif de l'invention. Le dispositif d'allumage de sécurité perfectionné selon la présente invention et la figure 1 est notamment destiné a fonctionner en combinaison avec une valve 1 par exemple pour brûleurs ou panneaux radiants,qui comporte un corps de valve 2 rigide pourvu d'un raccord d'entrée 3 formant un conduit d'ame- née 4 de gaz combustible et un logement 5 adjacent et opposé pour un injecteur 6 ne faisant pas partie de l'invention. Le corps de valve 2 définit un siège 7 de valve pour un clapet 8 interposé sur le passage du gaz entre le conduit d'amenée 4 et l'injecteur 6 susceptible de permettre ou d'interdire le passage du gaz depuis le conduit 4 vers l'inje- cteur 6, dans le sens des flèches f. Le corps de valve 2 comporte également un corps de sécurité 9, creux, adjacent au raccord 3 et au logement 5, en communication avec l'espace intérieur de passage du gaz dans lequel est logée une tête magnétique 10 maintenue par exemple au moyen d'un écrou étanche au gaz vissé sur le corps de sécurité qui comporte notamment un enroulement d'un électro- aimant fixe (non représenté), relié par des conducteurs élec- triques 11 à un thermocouple 12 qui une fois porté à une cer- taine température provoque la circulation d'un micro-courant dans l'enroulement suffisant pour maintenir le clapet 8 écarté de son siège, en établissant une communication entre le conduit 4 et l'injecteur 6. Le thermocouple 12 est placé selon les nécessités, soit dans la flamme de l'injecteur 6, soit dans la flamme d'un brleur, soit à tout autre endroit dont la température est un facteur de commande du fonctionnement de l'injecteur 6. Le corps de valve 2 comporte enfin un corps de poussoir creux 13, adjacent au raccord d'entrée 3 et au loge- ment 5, de même direction et de sens opposé au corps de sécu- rité 9, à la partie extrême duquel est fixé, de façon préféren- tiellement amovible, un bottier de commande 14. Ce bottier de commande 14 sert de logement pour une bobine 15 ayant un enroulement 16 dans lequel est monté à coulissement axial un noyau plongeur 17 en appui sur une tige poussoir 18 montée à coulissement axial dans le corps de pous- soir grâce à des moyens de guidage et en appui à l'une de ses extrémités sur le noyau plongeur 17 et, à son autre extrémité, sur le clapet 8, du côté opposé à celui o se trouve sa tige. Lorsque l'enroulement 16 de la bobine 15 est par- couru par un courant, le noyau plongeur 17 est déplacé vers le haut sur la demi-vue gauche de la figure 1 en entraînant grâce à la tige poussoir 18 le clapet 8 à l'écart de son siège 7, à l'encontre d'un ressort 19, ce qui ouvre le passage du gaz du conduit 4 vers l'injecteur 6. Au contraire, lorsque l'enroule- ment 16 n'est plus parcouru par un courant, le noyau plongeur 17 et la tige poussoir 18 se trouvent dans la position indiquée sur.la demie-vue droite de la figure 1, le clapet 8 étant alors appliqué sur son siège 7 par le ressort 19 et le passage de gaz combustible interrompu. Dans le boîtier de commande 14, sont également lo- gés un redresseur de courant 20 et un circuit imprimé ou équi- valent assurant les connexions électriques nécessaires (non figuré). Ce boîtier 14 est également pourvu d'une prise de courant électrique 21, étanche, à verrouillage de sécurité, à laquelle peut être connecté ou déconnecté avec toutes les mesu- res de sécurité considérées comme nécessaires-ou indispensables, un connecteur électrique 22 également étanche et à verrouillage de sécurité, pourvu de conducteurs électriques d'alimentation 23. Le schéma électrique de commande de la valve (selon les figures 2 et 3> comporte, sur le circuit imprimé du-boîtier de commande 14, une arrivée à deux plots 24,25 de courant alter-- natif monophasé (110 V 50Hz ou 220 V 50 Hz, etc). à partir du réseau normal, notamment par un organe de commande temporisé (non figuré) et les conducteurs électriques d'alimentation 23. A partir de cette arrivée sont alimentés à l'inté- rieur du boîtier 14, le redresseur 20 alimentant la bobine 15 et également un allumeur 26, lequel alimente en courant haute tension de décharge, par exemple de 15000 V, un éclateur 27 placé dans une zone d'allumage du gaz. La mise à la masse des circuits est avantageusement réalisée à l'aide d'une patte pour mise à la masse 28. La liaison électrique entre l'allumeur 26, placé dans le boîtier de commande 14 et l'éclateur 27, placé dans une zone d'allumage du gaz est réalisée à l'aide d'un conducteur de sortie haute tension 29. La liaison de la patte 28 avec la borne respective de mise à la masse du circuit imprimé à l'inté- rieur du boîtier de commande 14 est réalisée à l'aide d'un con- ducteur de mise à la masse 30. Le fonctionnement de la valve est le suivant La valve étant au repos, et toutes ses pièces en position normale de repos, comme illustré sur le demi-vue droite de la figure 1, en particulier le clapet 8 appliqué sur le siège 7, l'organe de commande temporisé, notamment un contacteur manuel ou asservi à un thermostat, une horloge de commande, un disposi- tif d'ouverture de portes ou tout autre moyen de commande simi- laire, envoie au dispositif le courant monophasé qui alimente par le circuit imprimé le redresseur 20 et l'enroulement 16 de la bobine 15. Le noyau plongeur 17 est déplacé, ce qui provoque le déplacement concomittant de la tige poussoir 18 et donc celui du clapet 8 à l'encontre du ressort 19 dans le sens de l'ouver- ture du passage de gaz entre le conduit 4 et l'injecteur 6. Le courant redressé alimente, également par les connexions du circuit imprimé, l'allumeur 26, qui envoie vers l'éclateur 27 les décharges électriques d'allumage du gaz à la sortie de l'injecteur 6. Le gaz est allumé et l'injecteur est en service. L'organe de commande temporisé cesse d'envoyer le courant monophasé de commande de l'allumage après un temps re- lativement court, mais suffisant pour que la température du thermocouple 12 se soit suffisamment élevée afin que celui-ci envoie dans la tête magnétique le courant nécessaire pour que le clapet 8 soit maintenu ouvert. Le dispositif se trouve sous la surveillance du thermocouple 12 jusqu'à ce qu'une défaillance ou des conditions nouvelles provoquent l'arrêt de la combustion du gaz et, de ce fait, le refroidissement du thermocouple, l'arrêt du courant dans la tête magnétique et la fermeture du clapet 8. Le système électrique du dispositif de cette inven- tion et les figures 2 et 3 comportent, plus en détail, le redres- seur 20 alimenté comme déjà mentionné et alimentant en courant redressé, en parallèle selon la forme d'exécution de la figure 1 d'une part l'enroulement 16 de la bobine 15 et d'autre part un ensemble de production d'étincelles 31 haute tension, suivant tout procédé et dispositif appropriés. Le redresseur 20 peut faire en soi l'objet de très nombreuses variantes et formes d'exécution notamment mais non exclusivement celle connue comportant quatre diodes en quinconce (en pont) qui a l'avantage de permettre de bénéficier d'un courant redressé plus puissant que celui obtenu au moyen d'une simple diode ce qui évite ainsi toute vibration intempes- tive du redresseur utilisé sur une bobine ou un relais. Cepen- 6 2458755 dant, l'ensemble de production d'étincelles 31 peut comporter à titre d'exemple non limitatif tel que figuré sur le dessin auquel on se refère explicitement et de façon non limitative - une résistance B, notamment une varistance ou tout autre composant ou ensemble de même fonction c'està-dire dont la résistivité est variable: élevée pour une tension inférieure égale ou voisine de la tension normale d'alimentation, décrois- sante notamment très fortement pour une tension s'élevant au dessus de cette tension normale d'alimentation même pour une très courte durée, - un condensateur C ou tout autre ensemble ou composant de même fonction. - une diode à gaz D ou tout autre ensemble ou composant de même fonction c'est-à-dire de décharge périodique du condensa- teur C dans le primaire d'un transformateur E, et le transformateur E ou tout autre ensemble ou composant de même fonction c'est-à-dire d'amplification de la tension de décharge du condensateur C, qui constituent en combinaison l'allumeur 26 et - l'éclateur 27 venant également en combinaison ou tout autre composant ou ensemble de même fonction c'est-à-dire d'assurer la formation d'étincelles haute tension, comportant un élément de masse G. Le système électrique comporte ensuite, selon la présente invention des moyens de protection contre les surten- sions transitoires intégrés, de préférence mais de manière nul- lement limitative, un "varistor" J ou tout organe ou ensemble de même fonction c'est-à-dire de limiter les tensions et les courants de choc, d'absorber les énergies perturbatrices et de stabiliser les tensions, de quelque nature qu'elles soient. A ce varistor J est associée une résistance plus faible que la résistance B ou tout organe ou ensemble de même fonction c'est- à-dire d'une part de ne pas perturber le fonctionnement du con- densateur C et d'autre part d'atténuer les crêts de tension - réactives du primaire du transformateur E. Le varistor J est placé, selon une première forme d'exécution illustrée par la figure 2, en aval du redresseur , en parallèle avec d'une part la bobine 15 et d'autre part l'allumeur 26, notamment sur le primaire du transformateur E. Selon une seconde forme d'exécution illustrée par la figure 3, le redresseur 20 n'alimente directement que la bobine 15. L'ensemble de production d'étincelles 31 est alimen- té en courant redressé par une diode d'étincelles 32. Le varistor J est placé dans cette seconde forme d'exécution en amont du redresseur 20, de manière à protéger les deux circuits alimentés séparément en courant redressé. On observera que selon l'invention, tous les orga- nes composants,ensembles électriques et électroniques tels que notamment bobine 15, redresseur 20, allumeur 26, circuit imprimé et connexions respectives (en dehors de l'éclateur 27 et de la patte 28) peuvent être logés dans le bottier 14, notam- ment sous la forme d'un bloc unique, surmoulé en résine ou tout autre corps isolant, compact étanche et protégé contre les poussières et tout autre atmosphère nocive ou corrosive. Sous cette forme d'exécution, les connexions extérieures sont rédui- tes aux conducteurs 11 du thermocouple 12,de l'alimentation 23, de haute tension 29 et de mise à la masse 30. Cette disposition permet également éventuellement et dans certaines conditions de supprimer ces moyens de conne- xions extérieures en dehors des connexions d'alimentation 23, notamment en rendant l'éclateur 27 solidaire du bottier de commande 14 et en intégrant la patte de mise à la masse 28 au circuit. magnétique de la bobine 15. La présente invention admet de toute évidence d'au- tres formes d'exécution mais qui ne sauraient affecter en rien son esprit inventif. - 2458755 REVENDICATIONS 1/ Dispositif d'allumage de sécurité destiné notamment à fonc- tionner en combinaison avec une valve notamment pour brûleurs ou panneaux radiants comportant un corps de valve ayant un conduit d'amenée de gaz et un logement pour un injecteur, contenant un siège pour un clapet comprenant d'une part un corps de sécurité logeant une tête magnétique pourvue d'un enroulement relié par un conducteur électrique à un thermocouple et d'autre part un boitier de commande logeant une bobine de commande du clapet, un ensemble de production d'étincelles d'allumage du gaz, un redresseur, un circuit imprimé et une patte de mise à la masse, caractérisé par le fait qu'il est pourvu de moyens intégrés de protection contre les surtensions transitoires, notamment un varistor J permettant de limiter les tensions et les courants de choc, d'absorber les énergies perturbatrices et de stabiliser les tensions. 2/ Dispositif d'allumage selon la revendication 1, dont l'ensem- ble de production d'étincelles comporte une résistance B, un condensateur C, une diode à gaz D, un transformateur E et un éclateur, caractérisé par le fait que l'allumeur 26 et la bobine 15 sont alimentés en parallèle par le redresseur 20, le varistor J étant placé en aval du redresseur 20 et en parallèle avec la bobine 15 et l'allumeur 26. 3/ Dispositif d'allumage selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le redresseur 20 n'alimente que la bobine 15, l'ensemble de production d'étincelles 31 étant alimenté par une diode 32, le varistor J étant placé en amont du redresseur de manière à protéger les deux circuits alimentés séparément. 4/ Dispositif d'allumage selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé par le fait que les moyens de protec- tion contre les surtensions transitoires, la bobine 15, le redresseur 20, l'allumeur 26 de l'enmmble de production d'étin- celles 31, le circuit imprimé et les connexions respectives sont logés dans le boîtier de commande 14 sous forme d'un bloc surmoulé, en matériau isolant, compact, étanche et protégé. 5/ Dispositif d'allumage selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le boîtier de commande comporte une prise de courant 21 étanche, à verrouillage de sécurité pouvant être connectée au réseau normal à l'aide d'un connecteur 22 également étanche et à verrouillage pourvu de conducteurs électriques d'alimentation 23 appropriés, les connexions extérieures étant réduites aux conducteurs 11 du thermocouple 12, d'alimentation 23,de haute tension 29, et de mise à la masse 30 entre la patte 28 et le boîtier de commande 14. 6/ Dispositif d'allumage selon l'une quelconque des revendica- tions 4 et 5 caractérisé par le fait que les conducteurs Il du thermocouple 12 de haute tension 29 et de mise à la masse 30 sont supprimés du fait que l'éclateur 27 est solidaire du boîtier de commande 14 et la patte 28 est intégrée au circuit magnétique de la bobine 15.