Brevet FR2509438A1 — publié le 19830114

La présente invention concerne un dispositif pour la comma d'un brûleur. Elle s'applique tout spécialement, quoique non exclusivement, au contrôle permanent et à la régulatior de l'alimentation en gaz combustible (de tous types ou tout autre hydrocarbure ou mélange d'hydrocarbure gazeux) alimer tant un appareil de chauffage au gaz On sait que les appareils de ce type nécessitent des sécuri et des systèmes de contrôle visant 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 à combustion, ce gaz risquerait de se répandre dans l'atmosphère et constituerait un danger évident. On utilise de façon courante, pour les appareils de chauffage à gaz, un système de sécurité obtenu grâce a l'entretien d'une veilleuse alimentée de façon permanente en gaz combustible, de façon à assurer automatiquement l'allumage du gaz au niveau du brûleur principal en cas d'ouverture de l'alimentation en gaz. Ladite veilleuse est équipée d'un système de contrôle 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 présence 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 etre mal réglée. En outre, les systèmes à thermocouple destinés à 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 depasser les normes prévues par les organismes de distribution de gaz. 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. On connaît des dispositifs visant à remédier aux divers inconvénients des différents dispositifs connus. Dans son brevet français N076 03268, la Demanderesse a déjà décrit un dispositif permettant d'unir dans un ensemble global et compact les trois fonctions qui étaient precedem- ment 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. La Demanderesse a en outre décrit dans sa demande de brevet français N081 02030 un dispositif présentant les mêmes avantages et fonctions que celui décrit dans le brevet français N076 03268 mais ne nécessitant pas la mise en oeuvre d'un contacteur spécial. Ces deux dispositifs électriques pour la commande d'un brûleur fonctionnent parfaitement et ont donné toutes satisfactions. Cependant, leur alimentation électrique ne peut être effect que par l'intermédiaire d'une source de tension alternative telle que celle du réseau domestique par exemple, dans le cas de l'application à des chauffe-eau. Cette alimentation électrique des dispositifs connus présente des inconvénient En effet, d'une part, ces dispositifs connus sont tributair du réseau électrique alternatif avec les aleas (pannes, grèves) que comportent cette situation, et d'autre part, l'intensité ou la tension du courant ainsi utilisé sont relativement élevés. La présente invention remédie à ces inconvénients et concert un dispositif pour la commande d'un brûleur dont les compost électriques sont aptes à être alimentés grâce à des sources d'énergie telles que piles ou accumulateurs. L'autonomie ainsi apportée permet au dispositif selon l'invention de s'affranchir des aléas du réseau alternatif, pour son fonctionnement. Ceci est un avantage majeur en cas d'interruption, surtout prolongée, de l'alimentation électrique alternative du réseau. A cette fin, selon l'invention, le dispositif électrique pour la commande d'un brûleur, du type comportant au moins une électrovanne régulant le débit du combustible, des moyens de détection de flamme, un organe d'allumage du combustible, un thermostat commandant un interrupteur interposé sur le circuit d'alimentation, un contacteur électrique actionnable mécaniquement associé à un robinet disposé en amont de ladite électrovanne, ledit contacteur étant apte à prendre une première position d'alimentation pour laquelle le circuit électrique est ferme et le robinet est ouvert, et une seconde position pour laquelle le circuit est ouvert et le robinet est fermé, et un électroaimant apte à maintenir ledit contacteur et ledit robinet en position d'alimentation, est caractérisé en ce qu'il comporte un circuit logique, interposé entre le thermostat et les moyens de détecteur de flamme d'une part, et ledit électroaimant d'autre part, comportant deux portes ET dont les sorties constituent chacune l'entrée d'une porte OU du type inclus if reliée audit électroaimant, les deux entrées de l'une des portes ET étant reliées, l'une au thermostat et l'autre aux moyens de détection de flamme, le circuit etant apte à être alimenté en courant continu de faible intensité tel qu'un courant débité par une pile ou un accumulateur. Egalement, le circuit électrique logique comporte en outre un dispositif de temporisation placé entre la porte OU inclusif et l'électroaimant , une porte ET dont les entrées sont reliées à la sortie de ladite porte OU et au thermostat et dont la sortie est reliée à l'une des entrées d'une porte OU exclusif, son autre entrée étant connectée aux moyens de détection de flamme, la sortie dudit OU exclusif étant reliée à l'une des entrées d'une porte ET reliée également à un pressostat d'air et dont la sortie est connectée à l'organe d'allumage. Plus spécialement, le dispositif comporte deux électrovannes disposées en série et en aval du contacteur, sur la conduite d'alimentation en combustible du brûleur, la première étant du type tout ou rien, la seconde étant du type modulante. Avantageusement, la seconde électrovanne modulante est reliée au circuit électrique successivement par un dispositif de temporisation et une porte ET dont les entrées sont reliées respectivement à la première électrovanne (disposée en amont) et aux moyens de détection de flamme. De préférence, les électrovannes sont du type électromagnétique munie de deux bobines, ou du type mécaniquement bistable, et sont aptes à être alimentées électriquement par une pile ou un accumulateur. L'invention sera bien comprise à la lumière de la figure annexée. La figure unique représente un schéma d'ensemble montrant le circuit électrique de commande du brûleur de chauffe-eau, et les organes commandés par ledit circuit. Le dispositif représenté sur la figure comporte un contacteu 23 à poussoir associé à un robinet 1 laissant passage au combustible dans la conduite 2 menant au brûleur 3 en aval duquel sont placées deux électrovannes V et V2, l'electro- vanne V1 étant du type tout ou rien et l'électrovanne V2 étant du type modulant en fonction des besoins. Le contacteur 23 poussé manuellement par l'utilisateur, d'une part ferme le circuit d'alimentation électrique relié à la pile ou l'accumulateur 4 et d'autre part, ouvre le robinet 1. Un électroaimant 6 permet, lorsqu'il est excité, de maintenir le contacteur 23 en position de fermeture du circuit électrique et d'ouverture du circuit d'alimentation en combustible par maintien du clapet 5. Le circuit électrique comporte un thermostat 22 ouvrant ou fermant ledit circuit selon les besoins de chaleur demandés, dans l'exemple d'application du dispositif selon l'invention à la commande d'un brûleur de chauffe-eau. Le combustible est susceptible d'être enflammé par un organe d'allumage 21 (tel qu'un allumeur électronique) disposé près du brûleur 3. Des moyens de détection de flamme constitués dans l'exemple des figures d'un détecteur courant d'ionisation 7, sont également disposés à proximité du brûleur 3. Le circuit électrique comporte des éléments logiques constitués de portes "ET", de portes "OU " , d'inverseurs et d'une mémoire. Le thermostat 22 est relié d'une part à l'électrovanne par interposition d'une mémoire 16 (reliée au détecteur de flamme 7), et d'autre part à l'une des entrées de deux portes "ET" 11 et 12 dont les deux autres entrées sont reliées au détecteur de flamme 7. La sortie desdites portes "ET" 11 et 12 constituent les entrées d'une porte "OU" dont la sortie alimente l'électroaimant 6 par interposition du dispositif de temporisation 24. La sortie de la porte "OU" 8 est reliée à l'une des entrées d'une porte "ET" 18 dont l'autre entrée est connectée sur la branche d'alimentation 19 entre le contacteur 23 et le thermostat 22. Une porte "OU", dont les entrées sont connectées à la sortie de la porte "ET" 18 et du détecteur de flamme 7, est reliée par sa sortie à une porte "ET" 14 dont l'autre entrée est reliée à un contacteur de pressostat d'air 13. La sortie de la porte "ET" 14 est reliée à l'organe d'allumage 21. L'électrovanne modulante V2 est alimentée par interposition d'un relais de temporisation 25 et d'une porte "ET" 17, branchée d'une part entre la mémoire 16 et l'électrovanne V1, et d'autre part à la sortie du détecteur de flamme 7. La porte "OU" 15 est du type exclusif tandis que la porte "OU" 8 est du type inclusif. Deux inverseurs- logiques 9 et 10 sont disposés chacun sur une entrée de la porte "ET" 12, reliée respectivement au thermostat 22 et au détecteur de flamme 7. A la mise en route, le fonctionnement du dispositif selon l'invention est le suivant La mise en route du dispositif s'effectue par pression manuelle, sur le contacteur 23, (à l'encontre d'un ressort de compression) qui ferme alors le circuit et alimente ce dernier en énergie électrique fournie par la pile 4. La translation du contacteur 23 provoque l'ouverture du robinel 1, laissant ainsi passage au combustible jusqu'à la première électrovanne V1 qui est à cet instant en position fermée. Deux cas peuvent se présenter, selon qu'il y a demande de chaleur ou non, détectée par le thermostat. Si le thermostat 21 est ouvert (pas de demande de chaleur), il n'y a normalement pas de flamme et donc pas de courant d'ionisation ; l'enroulement de l'électrovanne 6 est aliment maintenant le contacteur 23 en position pressée. Le courant d'alimentation de l'électroaimant 6 est obtenu apres passage par les portes "ET" 11 et 12, les inverseurs 9 et 10 et la porte "OU" 8 . Toujours dans ce même cas d'ouverture du thermostat, s'il existe une flamme au brûleur 3 : il s'agit alors d'un défaut, car il n'y a pas demande de chaleur . Il faut donc que l'électroaimant 6 soit désexcité afin de fermer le clapet 5 du robinet 1. Ce résultat est obtenu par le jeu de composants logiques 8,9,10,11 et 12. En effet, les portes "ET" 11 et 12 ont alors chacune respectivement une entrée alimentée et l'autre non alimentée.Leurs sorties réceptrices ne sont donc pas alimentées, ce qui permet d'obtenir un courant nul à la sortie de la porte "OU" 8, et donc de désexciter l'électroaimant 6 après un temps donné par l'intermédiaire du dispositif de temporisation 25. L'alimentation en combustible est coupée. I1 est alors nécessaire de presser le contacteur 23 manuellement pour enclencher le dispositif à nouveau. Le second cas possible susceptible de se présenter est celui où il y a demande de chaleur, donc le thermostat 22 est fermé ainsi que le circuit d'alimentation. La mémoire 16, disposée entre le thermostat et I'électrovanie V1 est apte à enregistrer le passage du courant d'ionisation issu du détecteur de flamme 7, à la fermeture du thermostat 22. Ainsi, l'alimentation par le thermostat 22 de l'électrovanne V1 dépend de l'existence ou de l'absence d'un courant d'ionisation à cet instant, c'est-à-dire de l'absence de flamme ou non au brûleur 3. La mémoire 16 autorise le passage du courant si, à l'instant où se ferme le thermostat 22, Il n'y a pas de courant d'ionisation (c'est-à-dire s'il n'y a pas de flamme). S'il y a une flamme à cet instant, l'électrovanne V1 n'est pas alimentée. Ceci est logique, puisque la présence d'une flamme à cet instant serait la preuve que la flamme existait alors que le thermostat était ouvert (juste avant sa fermeture) c'est le défaut de fonctionnement décrit précédemment (pas de demande de chaleur et présence de flamme). Dans ce cas, l'électroaimant 6 est désexcité selon le processus antérieurement décrit. Si l'on suppose que ce défaut n'apparaît pas, le thermostat se fermant et en l'absence de courant d'ionisation, l'électrovanne V1 est alimentée (grâce à la mémoire 16). On a noté que le thermostat 22 ouvert et l'absence de flamme entraînent l'excitation de l'électroaimant 6, et qu'après la fermeture du thermostat (sans présence de flamme), la désexcitation dudit électroaimant n'a lieu qu'au bout d'un temps donné (grâce au dispositif 24). Ainsi, à la fermeture du thermostat 22, l'électroaimant 6 reste excité pendant un temps donné, la branche 20 reste alors alimentée. La porte "ET" 18 est alimentée sur ses deux entrées (branche 20 et thermostat). La porte "OU" 15 reçoit une alimentation sur l'une de ses entrées (celle reliee à la sortie de la porte "ET" 18), l'autre entrée étant non alimentée (pas de courant d'ionisation). La porte "ET" 14 reçoit donc une alimentation sur ses deux entrées (en supposant le pressostat d'air enclenché) et alimente alors l'organe d'allumage 21 qui enflamme le combustible. Le passage libre du combustible est obtenu car le clapet 5 et l'électrovanne V1 sont ouverts. La présence d'une flamme provoque un courant d'ionisation, ce qui permet de mainteni: excité l'électroaimant 6, puisque les deux entrées de la porte "ET"11 sont alimentées, et d'autre part de couper l'alimentation du dispositif d'allumage 21, puisque les deux entrées de la porte "OU exclusif" 15 sont alimentées, supprimant l'alimentation de l'une des entrées (et donc de la sortie) de la porte "ET" 14. L'électrovanne V2 est mise en route par l'intermédiaire de la porte "ET"17, dont les deux entrées sont alors alimentée On a décrit ci-dessus, un processus d'allumage, de détection de flamme, puis de coupure de l'alimentation du dispositif d'allumage. Mais on peut imaginer qu'à la suite, ou au cours de ce processus, la flamme disparaisse. Le courant d'ionisation disparaît alors, provoquant à nouveau l'aliment tion (porte "OU" 15 et "ET" 14) du dispositif d'allumage 21 pour un nouvel essor. Mais en outre, l'absence de courant d'ionisation (alors que le thermostat 22 est fermé) provoq la désexcitation de l'électroaimant 6 au bout d'un temps donné. Si à la fin de cet intervalle de temps donné le combustible n'est pas enflammé par l'organe 21, l'électroaimant 6 se désexcite provoquant le retour du clapet 5 (du robinet 1) sur son siège, obturant le passage du combustible, et coupant l'alimentation électrique générai On voit que l'alimentation électrique en combustible est coupée dès l'apparition d'un defaut de fonctionnement. L'électrovanne V2 modulante est mise en service lorsque à la fois, la première électrovanne V1 , du type tout ou rien, est alimentée et qu'il existe un courant d'ionisation et donc une flamme. Cette mise. en service s'effectue au bout d'un temps donné par le dispositif à retard 25. Si la flamme venait à disparaître, la porte "ET" 17 (non alimentée sur l'une de ses entrées) couperait l'alimentation de l'électrovanne V2 et la tentative d'allumage n'aurait lieu qu'avec l'électrovanne V1 ouverte. On voit que, quels que soient les différents cas possibles susceptibles de se présenter, le dispositif selon l'invention présente toute sécurité d'utilisation. Les électrovannes utilisées sont avantageusement alimentées électriquement par pile ou accumulateur. Elles peuvent être du type à résonance magnétique à deux bobines, ou du type bistable mécanique. Grâce à l'alimentation électrique par pile ou accumulateur le dispositif selon l'invention, du fait de ses composants électriques logiques et des électrovannes conçues à cet effet, est apte à s'affranchir des aléas du réseau électrique alternatif. REVENDICATIONS 1.-Dispositif électrique pour la commande d'un brûleur, -du type comportant au moins une electrovanne régulant le débit du combustible, des moyens de détection de flamme (7), un organe d'allumage du combustible (21), un thermostat (22) commandant un interrupteur interposé sur le circuit d'aliment tation, un contacteur électrique (23) actionnable mécaniquen associé à un robinet disposé en amont de ladite electrovanne ledit contacteur (23) étant apte à prendre une première position d'alimentation pour laquelle le circuit électrique est fermé et le robinet (1) ouvert, et une seconde position pour laquelle le circuit électrique est ouvert et le robinet (1) fermé, et un électroaimant (6) apte à maintenir ledit contacteur (23) et ledit robinet (1) en position d'alimentat caractérisé en ce qu'il comporte un circuit logique, interpc entre le thermostat (22) et les moyens de détecteur de flamme (7) d'une part, et ledit électroaimant (6) d'autre part, comportant deux portes ET (11,12) dont les sorties constituent chacune l'entrée d'une porte OU (8) du type inclusif reliée audit électroaimant (6) , les deux entrées de l'une des portes ET (12) étant reliées, l'une au thermost (22) et l'autre aux moyens de détection de flamme (7) et le circuit étant apte à être alimenté en courant continu de faible intensité tel qu'un courant débité par une pile (4) ou un accumulateur. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit électrique logique comporte en outre un dispositif de temporisation (24) placé entre la porte OU inclusif (8) et l'électroaimant (6), une porte ET (18) dont les entrées sont reliées respectivement à la sortie de ladite porte OU (8) et au thermostat (22) et dont la sortie est reliée à l'une des entrées d'une porte OU exclusif (15), son autre entrée étant connectée aux moyens de détection de flamme (7), la sortie dudit OU exclusif (15) étant reliée à l'une des entrées dlune porte ET (14) reliée également à un pressostat d'air (13) et dont la sortie est connectée à l'organe d'allumage (21). 3.-Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte deux électrovannes V1 et V2 disposées en série, et en aval du contacteur (23), sur la conduite d'alimentation (2) en combustible du brûleur (3), la première V1 étant du type tout ou rien la seconde V2 étant du type modulante. 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la seconde électrovanne v2 modulante est reliée au circuit électrique successivement par un dispositif de temporisation (25) et une porte ET (17) dont les entrées sont reliées respectivement à la première électrovanne V1 (disposée en amont) et aux moyens de détection de flamme (7). 5.- Dispositif selon l'une des revendications I à 4, caractérisé en ce que les électrovannes V1, V2 sont du type à résonancemagnétique munie de deux bobines, ou du type mécaniquement bistable et sont aptes à être alimentées électriquement par une pile (4) ou un accumulateur.