Brevet FR2499217A1 — publié le 19820806

La présente invention concerne un dispositif pour la commande d'un brûleur. Elle s'applique tout spécialement, quoique non exclusivement, au contrôle permanent et à la régulation de l'alimentation en gaz combustible (de tous types ou tout autre hydrocarbure ou mélange d'hydrocarbure gazeux) alimentant un appareil de chauffage au gaz fonctionnant a flamme vive. On sait que les appareils de ce type nécessitent des sécurités et des systèmes de contrle visant à éviter les causes d'accidents qui pourraient survenir en cas de mauvais fonctionnement de l'appareil. On cherche notamment à éviter que l'appareil soit mis en position de fonctionnement en débitant un gaz combustible, alors que le gaz éjecté au niveau du brûleur n'est pas soumis immédiatement a combustion ; en effet, ce gaz risquerait de se répandre dans l'atmosphère et il constituerait un danger évident, par les risques d'explosion et d'empoisement qu'il présente. On utilise de façon courante, pour les appareils de chauffage à gaz, un système de sécurité obtenu grace a l'entretien d'une veilleuse constituée par un petit brûleur auxiliaire alimenté de façon permanente en gaz combustible, système selon lequel une flamme est entretenue en permanence de façon à assurer automatiquement l'allumage du gaz au niveau du brûleur principal en cas d'ouverture de l'alimentation en gaz.En outre, le brûleur auxiliaire est équipé d'un système de contrle de la présence d'une flamme, généralement constitué d'une sonde métallique formant thermocouple dont le courant est détecté par un système de surveillance en cas de chauffage de la sonde par la flamme ; si le système à thermocouple ne constate pas la orésence d'une flamme, une électrovanne asservie et constituant une vanne de sécurité ferme l'alimentation en gaz vers l'aval. Ces dispositifs usuels connus présentent des inconvénients évidents : en premier lieu, l'entretien permanent d'une veilleuse représente une consommation de gaz importante, d'autant plus que cette veilleuse peut être mal réglée. Cette consommation représente une perte d'énergie importante au niveau de l'économie nationale et une dépense non négligeable et sans aucune contrepartie au niveau de l'utilisateur. I1 est donc souhaitable de réaliser un système de surveillance et de contrôle du fonctionnement d'un appareil a gaz, qui évite la servitude de l'entretien permanent d'une veilleuse. En outre, les systèmes à thermocouple destinés a surveiller la présence d'une flamme sont d'une fiabilité limitée et surtout d'un temps de réponse très long, qui dans la pratique peut dépasser les normes prévues par les organismes de distribution de gaz. Les systèmes de surveillance de flamme par thermocouple ne sont donc souvent acceptés que dans le cadre d'une tolérance de fait, puisque, dans la plupart des cas, ils ne répondent pas aux normes requises réglementairement. Pour éviter ces inconvénients, certains autres dispositifs connus comportent un agencement d'émission cyclique systématique d'étincelles afin de pouvoir rallumer presque instantanément un brûleur dont la flamme se serait éteinte. Un tel système d'émission d'étincelles est générateur de bruits et de parasites. La présente invention vise à remédier aux divers inconvénients des différents dispositifs connus et concerne un ensemble unitaire pour le contrôle et la régulation de l'alimentation d'un brûleur a combustible, par exemple a gaz. Le dispositif selon l'invention permet d'unir dans un ensemble global et compact les trois fonctions qui étaient précédemment isolées à savoir - la fonction d'allumage automatique du gaz lors de la mise en fonctionnement (précédemment assurée par la veilleuse ou la génération cyclique d'étincelles) - la fonction de surveillance permanente de la flamme (précédemment assurée par thermocouple) - enfin, la fonction de régulation et de modulation de l'alimentation du gaz par contrôle thermostatique. Dans son brevet français N02 340 511 (76 03268) , la Demanderesse a déja décrit un dispositif électrique compact permettant d'effectuer ces trois fonctions. Le dispositif électrique décrit dans ce brevet antérieur et destiné à la commande d'un brûleur dont le débit de combustible est contrôlé par une électrovanne, est alimenté a partir d'une source de tension alternative à travers un interrupteur et est caractérisé en ce qu'il comporte un contacteur mécaniquement bistable qui, par son contact normalement ouvert, alimente un dispositif d'alarme et, par son contact normalement fermé, alimente ladite électrovanne, des moyens de détection de flamme, des moyens d'allumage du combustible commandés par lesdits moyens de détection de flamme de façon à fonctionner uniquement si, l'électrovanne étant ouverte, il n'existe pas de flamme et des moyens de commande temporisée du basculement dudit contacteur bistable fonctionnant si, l'électrovanne étant ouverte et les moyens d'allumage ayant fonctionné, aucune flamme n'est détectée par lesdits moyens de détection après un temps prédéterminé. Ce dispositif électrique pour la commande d'un brûleur fonctionne parfaitement et a donné toutes satisfactions. Cependant, il nécessite un contacteur spécial dont le coût de fabrication est-relativement élevé. L'objet de la présente invention est de réaliser un dispositif présentant les mêmes avantages et fonctions que celui décrit dans le brevet français N02 340 511, mais ne nécessitant pas la mise en oeuvre d'un contacteur spécial. A cette fin, selon l'invention, le dispositif électrique pour la commande d'un brûleur dont le débit de combustible est contrôlé par une électrovanne, dispositif dont l'alimentation est assurée a partir d'une source de tension alternative a travers un interrupteur et qui comporte des moyens de détection de flamme et des moyens d'allumage de combustible commandés par lesdits moyens de détecteur de flamme de façon a ne fonctionner uniquement que si, 1'électrovanne étant ouverte, il n'existe pas de flamme au brûleur, est remarquable en ce qu'il comporte un disjoncteur thermique dont les contacts sont disposés en série entre lesdites bornes et dont l'organe sensible est disposé en parallèle sur lesdites bornes, en aval desdits contacts, par l'intermédiaire de deux premiers interrupteurs commandés bistables en série, en ce que ladite électrovanne est alimentée à travers un second interrupteur commandé, en ce que lesdits moyens d'allumage sont alimentés à travers ledit interrupteur et un troisième interrupteur commandé l'un desdits premiers interrupteurs et ledit troisième interrupteur étant commandés par les moyens de détection de flamme, tandis que l'autre desdits premiers interrupteur et ledit second interrupteur sont commandés par des moyens alimentés à travers ledit interrupteur , ledit troisième interrupteur commandé et ledit organe sensible et en ce que des moyens sont prevus en parallèle sur ledit troisième interrupteur commandé pour maintenir l'alimentation desdits moyens de commande, mais pas celle desdits moyens d'allumage lorsque ledit troisième interrupteur commandé s'ouvre. Ainsi, grace a l'invention et comme on le verra par la suite, on peut obtenir un fonctionnement de sécurité dans tous les cas. De préférence, un dispositif à retard est prévu pour l'alimentation desdits moyens de commande. Par suite, les moyens d'allumage sont mis en action avant l'ouverture de ladite électrovanne. Dans certains cas, il est avantageux que le dispositif selon l'invention comporte une électrovanne auxiliaire en série avec l'électrovanne et/ou un évacuateur de fumées. L'organe de commande de cette électrovanne auxiliaire ou de cet évacuateur peut être alimenté par ladite source par l'intermédiaire dudit interrupteur. Dans un mode de réalisation avantageux comportant une partie basse tension et une partie haute tension reliées par un transformateur, le disjoncteur thermique, l'électrovanne, les moyens d'allumage et éventuellement l'organe de commande sont montés dans la partie haute tension, tandis que les moyens de détection de flamme sont montés dans la partie basse tension. La figure unique du dessin annexé fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Cette figure unique est une vue schématique d'un mode de réalisation du dispositif selon l'invention. Ce mode de réalisation comporte un disjoncteur thermique 1, commande par une résistance de sécurité 2 et du type à actionnement et réarmement manuels. L'un des contacts 3 du disjoncteur 1 est relié à une borne 4, tandis que l'autre contact 5 dudit disjoncteur est réuni, par l'intermédiaire du primaire 6 d'un transformateur 7, à une autre borne 8. La tension du secteur est appliquée entre les bornes 4 et 8. La résistance 2 est montée en parallèle sur le primaire 6 du transformateur 7 par l'intermédiaire de deux contacts mobiles 9 et 10 , en série. Chacun des deux contacts mobiles 9 et 10 peut occuper deux positions stables, pour chacune desquelles il coopère avec un contact fixe. Ainsi, au contact mobile 9 sont associés deux contacts fixes 11 et 12, tandis qu'au contact mobile 10 sont associés deux contacts fixes 13 et 14 . De plus, les contacts fixes 11 et 13 d'une part, et-12 et 14 d'autre part, sont reliés entre eux. Par ailleurs, le dispositif selon l'invention comporte un troisième contact mobile 15, susceptible de coopérer soit avec un contact fixe 16, soit avec un contact fixe 17. Le contact fixe 16 est relié d'une part à la borne 8 Par l'intermédiaire d'un contact 18, par exemple le contact d'un thermostat, et d'autre part au point commun du primaire 6 et de la résistance 2 par l'intermédiaire d'un organe de commande 19. Le contact fixe 17 est relié au point commun à la résistance 2 et au contact mobile 9 par l'intermédiaire du montage en série d'une diode 20 et d'une résistance 21.Le contact mobile 15 est relié d'une part, au point commun à la résistance 2 et au contact mobile 9 à travers un dispositif à retard 22 et en enroulement de commande 23 et d'autre part au point commundu primaire 6 et de la résistance 2 à travers un dispositif d'allumage de combustible 24. Un condensateur 25 relie par ailleurs le contact mobile 15 et le contact fixe 16. En parallèle sur le primaire 6 du transformateur 7 est de plus montée, par l'intermédiaire d'un contact mobile 26, une électrovanne 27 de commande du passage du combustible a un brûleur 28. Les contacts mobiles 9 et 26 sont commandés en synchronisme par l'enroulement de commande 23. En parallèle sur le secondaire 29 du transformateur 7 sont montés, par l'intermédiaire d'une diode 30, un condensateur 31 et une branche de circuit comprenant un enroulement de commande 32 et un dispositif de détection de flamme 33. Une diode 34 est montée en parallèle sur l'enroulement 32. Par ailleurs, le secondaire 29 est relié à une électrode d'ionisation 35 disposée au voisinage de l'éventuelle flamme 36 du brûleur 28. La masse de celui-ci est réunie au dispositif de détection de flamme 33 par une liaison 37. L'enroulement de commande 32 commande en synchronisme les contacts mobiles 10 et 15. Pour expliquer le fonctionnement du dispositif de la figure, on suppose qu'au repos les contacts 18 et 26 sont ouverts, alors que les contacts mobiles 9,10 et 15 coopèrent respectivement avec les contacts fixes 12, 14 et 17. Lorsque l'on arme manuellement le disjoncteur 1 les contacts 3 et 5 sont au contact l'un de l'autre, de sorte que le primaire 6 du transformateur 7 est alimenté par la source disposée entre les bornes 4 et 8. Par suite, le secondaire 29 est lui-même alimenté et l'enroulement 32 est excité. Les contacts mobiles 10 et 15 passent alors respectivement des contacts fixes 14 et 17 aux contacts fixes 13 et 16. Si le contact 18 reste ouvert (pas d'appel de chaleur de la part du thermostat) et s'il n'existe pas de flamme parasite 36, il ne se passe rien. En effet, le contact mobile 9 reste en liaison avec le contact fixe 12, de sorte que la résistance 2 n'est pas alimentée. Ainsi, dans le cas où le disjoncteur 2 est fermé, le dispositif ne fonctionne pas en absence de flamme 36. En revanche, si une flamme parasite 36 existe, ou bien encore si un défaut apparait au niveau de l'enroulement 32 ou du dispositif de détection de flamme 33, l'enrou- lement 32 se désexcite, de sorte que les contacts mobiles 10 et 15 sont respectivement en liaison avec les contacts fixes 14 et 17. La résistance 2 est alors alimentée à travers les contacts 9 et 10, de sorte qu'elle s'échauffe et fait s'ouvrir le contact 3-5 : la sécurité est donc assurée en cas de flamme parasite. Donc, tant que le contact 18 est ouvert, le dispositif selon l'invention assure pleinement la sécurité aussi bien en cas d'absence de flamme que de présence d'une flamme parasite temporaire. On obtient donc la sécurité dite de "non flamme", c' est-à-dire dans tous les cas où il ne doit pas y avoir de flamme 36. Par ailleurs, si les contacts 3 et 5 sont fermés et si le contact mobile 18 se ferme, il se produit la situation suivante - le relais 32 est excité (de la même manière que celle mentionnée ci-dessus) de sorte que les contacts mobiles 10 et 15 viennent respectivement en liaison avec les contacts fixes 13 et 16. I1 en résulte que le dispositif 19 (qui peut être une vanne de sécurité en série avec la vanne 27 ou le moteur d'un évacuateur de fumées disposé dans le conduit d'échappement des gaz brûlés), le dispositif d'allumage 24 et l'enroulement 23 sont excités. Les dispositifs 29 et 24 sont excités instantanément alors que l'enroulement 23 l'est avec un retard, imposé par le dispositif 22.A l'expiration de ce retard, l'enroulement 23 ferme le contact 26 et amène le contact mobile 9 dans sa position pour laquelle il coopère avec le contact fixe 11. La vanne 27 est ouverte et le gaz apparat au brûleur 28. Le dispositif d'allumage 24 étant déjà en fonctionnement, la flamme 36 apparat. L'enroulement 32 se désexcite donc, de sorte que les contacts mobiles 10 et 15 reviennent en appui sur les contacts fixes 14 et 17, respectivement. L'enroulement 23 reste excité à travers le condensateur 25, qui en revanche ne permet pas l'alimentation du dispositif 14. La vanne 27 reste donc ouverte, tandis que le contact mobile 9 reste en liaison avec le contact fixe 11. La résistance 2 n'est donc pas alimentée et la flamme 36 est entretenue. Si la flamme 36 n'apparat pas au moment de l'allumage décrit ci-dessus, l'enroulement 32 reste excité de sorte que le contact mobile 10 est en liaison avec le contact fixe 13. La résistance 2 est donc alors alimentée a travers les contacts 9 et 10 et au bout d'un certain temps, elle ouvre les contacts 3 et 5. - Si en marche normale (obtenue après l'allumage décrit ci-dessus), la flamme 36 disparait, l'enroulement 32 s'excite et amène le contact mobile 15 en liaison avec le contact fixe 16. Le dispositif d'allumage 14 est excité et tente le réallumage. Si ce réallumage, se produit la flamme 36 apparaît et l'enroulement 32 se désexcite. Si le réallumage est infructueux, comme le contact mobile 10 est au contact de 13, la résistance 2 est alimentée et ouvre les contacts 3-5 au bout d'un certain temps. Ainsi, grâce au dispositif selon l'invention, on obtient également toute sécurité dans tous les cas où doit exister la flamme 36. REVENDICATIONS 1.- Dispositif électrique pour la commande d'un brûleur Q8)dont le débit de combustible est contrôlé par une électrovanne (27), dispositif dont l'alimentation est assurée entre deux bornes (4-8) à partir d'une source de tension alternative à travers un interrupteur (18) et qui comporte des moyens (32, 33, 35) de détection de flamme et des moyens 24 d'allumage de combustible commandés par lesdits moyens (32, 33, 35) de détection se flamme de façon a ne fonctionner uniquement que si, l'électrovanne (27) étant ouverte, il n'exite pas de flamme (36) au brûleur (28) , caractérisé en ce qu'il comporte un disjoncteur thermique (1) dont les contacts (3-5) sont dispersés en série entre lesdites bornes (4-8) et dont l'organe sensible (2) est disposé en parallèle sur lesdites bornes (4-8) en aval desdits contacts (3-5) , par l'intermédiaire de deux premiers interrupteurs commandés bistables (9 et 10) en série, en ce que ladite électrovanne est alimentée a travers un second interrupteur commandé (26) , en ce que lesdits moyens d'allumage (24) sont alimentés à travers ledit interrupteur (18) et un troisième interrupteur commandé (15), l'un (10) desdits premiers interrupteurs et ledit troisième interrupteur (15) étant commandéspar lesdits moyens (32, 33, 35) de détection de flamme, tandis que l'autre (9) desdits premiers interrupteurs et ledit second interrupteur (26) sont commandés par des moyens (23) alimentés à travers ledit interrupteur (18) , ledit troisième interrupteur commande (15) et ledit organe sensible (2) et en ce que des moyens (25) sont prévus en parallèle sur ledit troisième interrupteur commandé (15) pour maintenir l'alimentation desdits moyens de commande (23) , mais pas celle desdits moyens d'allumage (24) lorsque ledit troisième interrupteur commandé (15) s'ouvre. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un dispositif à retard (22) est prévu, pour l'alimentation desdits moyens de commande (23). 3.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte une électrovanne auxiliaire en série avec l'électrovanne (27) et/ou un évacuateur de fumées dont l'organe de commande (19) est alimenté par ladite source par l'intermédiaire dudit interrupteur (18). 4.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comportant une partie basse tension et une partie haute tension reliées par un transformateur, caractérisé en ce que le disjoncteur thermique (1), l'électrovanne (27), les moyens d'allumage (24) et éventuellement l'organe de commande (19) sont montés dans la partie haute tension, tandis que les moyens (32, 33, 35) de détection de flamme sont montés dans la partie basse tension.