Brevet FR2504241A2 — publié le 19821022

FR 2504241 A2 19821022 FR 8107710 A 19810416 Dispositif de contrôle de flamme à séquenceur, pour appareils à brûleurs. La présente invention concerne, comme la demande de brevet principal, un dispositif de contrôle de flamme à sé- quenceur, pour appareils à brûleurs, pour la commande auto- matique et cyclique, par l'intermédiaire d'un allumeur ap- proprié, de la présence et de l'absence d'une flamme selon un rapport cyclique réglable, l'utilisateur pouvant déter- miner par une commande le rapport entre la durée T 1 de la présence de la flamme et la durée totale T ou période du cycle. Le but et les avantages de ces dispositifs ont été décrits dans la demande principale, et plus particulière- ment lorsqu'ils comprennent, conformément à l'invention de base: un séquenceur constitué essentiellement de circuits électroniques, apte à fournir des impulsions de commande dont le rapport cyclique T 1 */T peut être déterminé par l'ac- tion de l'utilisateur sur un commutateur à plusieurs posi- tions; un ensemble logique de sécurité, recevant notamment, comme signaux d'entrée, le signal de sortie dudit séquen- ceur et un signal provenant d'une électrode de détection de flamme associée au brûleur concerné, ce dernier signal étant représentatif de la présence ou de l'absence de flamme; et un circuit interrupteur interposé entre, d'une part une source de puissance et d'autre part l'allumeur associé audit brûleur et une électro-vanne ou analogue, de commande d'arrivée du combustible au brûleur, ce circuit interrupteur recevant essentiellement, comme signal d'entrée de commande, le signal de sortie dudit ensemble logique de sécurité. Le but de l'invention objet de la présente addition est d'apporter des avantages supplémentaires à ce genre de dispositifs. Selon la demande de brevet principal, en effet, sont prévues en principe deux électrodes ou bougies: une élec- trode d'allumage et une électrode de détection de flamme pour fournir une information au séquenceur Autrement dit, 250424 1 on utilise un allumeur à deux électrodes: une de produc- tion d'étincelles d'allumage, et une de détection de flamme. L'inconvénient d'utiliser deux bougies est que cela complique le montage et augmente le prix. Si par contre on n'utilisait qu'une seule bougie ou électrode, un autre inconvénient apparaîtrait, car il y aurait interférence des signaux partant de cette bougie pour aller d'une part vers le séquenceur et d'autre part vers l'allumeur. Le but de l'invention objet de la présente demande de premier certificat d'addition est d'éviter ces inconvé- nients, et à cet effet, on prévoit, pour l'essentiel, que l'on n'utilise qu'une seule bougie avec éclateur auxiliaire d'amortissement et avec un double système d'interruption au lieu d'un seul, l'un pour interrompre l'arrivée du gaz et l'autre pour interrompre la production des étincelles. Selon la présente invention, on peut avoir un allumeur commun pour tous les feux, alors que selon l'invention objet de la demande de brevet principal, on a besoin d'un allumeur spécifique pour le brûleur à fonctionnement séquentiel et d'un autre allumeur pour les autres brûleurs à fonctionne- ment classique de la cuisinière ou autre appareil. En d'autres termes, le dispositif perfectionné objet de la présente demande, du type général rappelé au début, pourra se caractériser essentiellement en ce qu'il comporte un séquenceur constitué essentiellement de circuits électroniques, aptes à fournir des impulsions de commande dont le rapport cyclique T 1/T peut être déterminé par l'uti- lisateur: un ensemble logique de sécurité recevant notamment comme signaux d'entrée dans le cas de la présente applica- tion, le signal de sortie dudit séquenceur et un signal pro- venant de l'électrode de détection de flamme (électrode qui permet également la production d'étincellespour l'allumage), associée au brûleur concerné, ce dernier signal étant repré- sentatif de l'absence ou de la présence de flamme; et un commutateur à plusieurs positions permettant la fonction marche-arrêt du sytème, le choix des séquences et la remise à zéro de l'état de sécurité. La disposition citée en dernier lieu permet d'éviter la présence d'un interrupteur spécial tel que l'interrup- teur Il de remise à zéro de la demande principale. Cette disposition permet donc de regrouper toutes les commandes du brûleur séquentiel dans un seul rotacteur ou commutateur Ce dernier permettra, en effet, de sélection- ner les fonctions marche-arrêt du système et les différen- tes séquences; de plus, il servira à la remise à zéro de l'état de sécurité par simple passage à la position d'ar- rêt. L'invention permet donc globalement-l'obtention des avantages suivants: Blocage de l'électro-vanne si l'allumage n'a pas été réussi après une période prédéterminée; Tentative de réallumage en cas de disparition momen- tanée de la flamme; A chaque redémarrage du système on commencera par un cycle d'allumage; et Le commutateur de sélection des séquences permettra la remise à zéro du système quand celui-ci, n'ayant pas détecté de flamme, se sera mis en sécurité. Un mode d'exécution de l'invention va maintenant être décrit à titre d'exemple nullement limitatif, avec référen- ce aux figures du dessin annexé dans lequel la figure 1 représente schématiquement, par blocs, un dispositif de contrôle de flamme à séquenceur électroni- que conforme à l'invention; la figure 2 représente le séquenceur électronique proprement dit; la figure 3 montre certains signaux élaborés par le- dit séquenceur; la figure 4 montre plus en détail une réalisation possible dudit ensemble logique de sécurité, dudit commuta- teur et de leurs connections respectives avec l'allumeur et avec l'électro-vanne de commande d'arrivée du combustible au brûleur; la figure 5 est un diagramme montrant les différents états de fonctionnement; et la figure 6 présente une deuxième réalisation possi- ble de la logique de sécurité. A la figure 1, on a représenté en 1 le séquenceur élec- tronique, lequel est associé, comme indiqué pls haut, à un commutateur à plusieurs positions 2, destiné à être manoeu- vré par l'utilisateur afin de réaliser les différentes fonc- tions citées précédemment (choix des séquences, remise à zéro, marche-arrêt du séquenceur) La sortie 3 du séquen- ceur est reliée à une entrée 4 d'un ensemble logique de sé- curité 5 dont deux sorties 6 et 11 sont reliées respective- ment aux entrées 7 et 12 de deux circuits interrupteurs 8 et 20 Une autre sortie 9 de l'ensemble 5 est branchée sur une lampe-témoin 10, de signalisation de l'état de sécurité. Comme on le voit sur le schéma, les circuits interrup- teurs 8 et 20 interposés entre, d'une part le réseau 220 V - Hz, constituant'la source de puissance et représenté par les bornes 13, et d'autre part le bobinage 16 de l'électro-vanne de commande d'ar- rivée du gaz au brûleur concerné de la cuisinière ou autre appareil, et l'allumeur 14, par exemple un allumeur électronique. Cet allumeur comporte également un éclateur auxiliaire ainsi qu'une électrode 17 permettant la production d'é- tincelles destinées à enflammer le mélange combustible et la détection de flamme, permettant ainsi l'émission d'un si- gnalr représentatif de l'absence ou de la présence de com- bustion Cette électrode pourra aussi servir au réallumage. Le séquenceur 1, comme décrit dans la demande de brevet principal, servira à établir les différents cycles. La figure 2 donne un exemple de séquenceur 1 qui met en oeuvre un compteur binaire 32 Les circuits sont alimentés à partir du réseau 13 par l'intermédiaire d'une alimentation à courant continu 33. Un circuit de mise en forme 21 fournit au compteur bi- naire 32 des impulsions en synchronisme avec le courant alternatif du réseau Le compteur binaire 32 fournit des signaux dont la fréquence est le résultat de divisions par des puissances entières de 2 de la fréquence du réseau Dans l'exemple considéré, les sorties 22, 23 et 24 des diffé- rents diviseurs sont utilisées et traitées par le circuit logique 25. Le double commutateur 2 permet de choisir les séquen- ces d'ouverture de la vanne 16, ainsi que d'alimenter la partie électronique ou non. Les positions correspondent successivement à l'arrêt, au fonctionnement permanent, à l'ouverture de la vanne pen- dant la moitié, le quart et le huitième de la durée du cy- cle La durée du cycle dans cet exemple est de 40,96 se- condes (= 20 ms x 2048) Le passage par la position arrêt du commutateur réalisera automatiquement une remise à zéro du système dans le cas o ce dernier se trouverait en posi- tion de sécurité Les sorties correspondantes, que l'uti- lisateur pourra donc brancher sélectivement sur la sortie 3 du séquenceur 1 par l'intermédiaire du commutateur 2, ont été référencées respectivement 26, 27, 28, 29 et 30 Les trois dernières sont les sorties du circuit logique 25 Le passage de la position arrêt 26 et 26 b à la position fonc- tionnement permet grâce au circuit 31 d'engendrer une im- pulsion qui fait la remise à zéro du compteur; ainsi, cha- que mise en service du système (ou remise en service) com- mencera par une phase d'allumage. A la figure 3, on a représenté les états logiques. La figure 4 représente un schéma de la logique de sé- curité fourni par l'ensemble logique 5, et les liaisons avec les autres sous-ensembles du dispositif de la figure 1. L'ouverture du circuit interrupteur 8 est obtenue si l'une ou l'autre des deux conditions suivantes est satisfai- te le commutateur 2 du séquenceur 1 fournit sur sa sor- tie 3 un état logique zéro; la sortie de la porte 36 est à l'état zéro (mise en sécurité). Le circuit interrupteur 8 est au contraire fermé si l'une et l'autre des deux conditions suivantes sont remplies le commutateur 2 fournit sur la sortie 3 un état 1 (fonctionnement permanent ou pendant les temps T 1 du cycle); la sortie de la porte 36 est à l'état 1. Pour ce qui est de la fermeture de l'interrupteur 20, une des trois conditions suivantes devrait être satisfaite présence de flamme pendant un cycle T 1 de fonction- nement; le commutateur 2 du séquenceur 1 fournit sur sa sor- tie 3 un état logique zéro (idem interrupteur 8), en dehors de la séquence d'allumage; la sortie de la porte 36 est à zéro (idem interrup- teur 8), en état de sécurité. Aux deux conditions d'ouverture de l'interrupteur 8 s'ajoute une restriction pour l'interrupteur 20. Le système ne doit pas avoir détecté une flamme, et la sortie 11 de la porte 55 doit être à l'état zéro. Contrairement au dispositif objet de la demande de brevet principal, une mise sous tension par le commutateur double 2 ne force pas la bascule formée par les portes 36 et 39 à déterminer l'état de sécurité; au contraire, l'im- pulsion recueillie grâce aux éléments 40 et 43 permet de réinitialiser la bascule et le compteur binaire du séquen- ceur. En déplaçant donc le commutateur 2 du point arrêt vers une quelconque des positions séquentielles ou perma- nentes, on commence automatiquement par un cycle T 1 d'allu- mage L'entrée 44 de la porte 45 est commandée à l'état 1 par la sortie 3 du séquenceur 1 Lorsqu'une flamme est dé- tectée, le circuit de détection (électrode 17) fait appa- raitre un état logique zéro sur l'entrée 18 La sortie de la porte 45 passe à l'état 1; la sortie de la porte 36 reste également à 1 L'électro- vanne 16 est alimentée en courant et commande l'arrivée de gaz au brûleur La porte qui avant l'apparition de la flamme était à l'état 1 passe à zéro en même temps que 45 passe à 1; l'allumeur 14, ainsi, n'est plus commandé et il n'y a plus de produc- tion d'étincelles. Si la flamme n'est pas apparue, un niveau logique 1 se trouve à l'entrée 18 de la porte 45 et la sortie passe à l'état zéro Après un temps de quelques secondes, déterminé par les éléments 37 et 46, l'entrée 38 de la porte 39 passe à zéro, de même que la sortie de la porte 36 La vanne se ferme et la lampe 10 indique l'état de sécurité En même temps, les entrées de la porte 55 sont mises à zéro par 45 et à un par 39, ce qui impose un zéro sur la sortie de la porte 55 et donc l'ouverture de l'interrupteur 20 et la mise hors service de l'allumeur 14 Il faudra couper l'a- limentation du système électronique par le double commuta- teur 2 pour réarmer le circuit. Si la flamme vient à disparaître à la suite d'une cau- se extérieure pendant le temps T 1 du cycle ou en fonction- nement permanent, comme dans le cas précédent, la sortie de la porte 45 passe à zéro, la porte 55 passera alors à l'état un et commandera l'allumeur 14 par l'interrupteur 20 Si cette tentative de réallumage réussit avant que l'en- trée 38 de la porte 39 ait atteint l'état zéro, l'entrée 18 de la porte 45 reçoit à nouveau un niveau logique zéro et sa sortie repasse à l'état 1, ce qui impose le même état à l'entrée 38 de la-porte 39 La vanne 16 reste ou- verte tandis que la porte 55, étant passée à l'état zéro, l'allumeur ne fonctionnera plus - Si, au contraire, la tentative de réallumage a échoué, l'entrée 38 passe à l'état zéro au bout du temps déterminé par la résistance 46 et le condensateur 37: la sortie de la porte 39 passe à l'état un, celle de la porte 36 passe à l'état zéro, entraînant ainsi l'état de sécurité. Pendant le temps T 0, l'entrée 44 de la porte 45 reçoit un niveau zéro, l'entrée 18 directement reliée au niveau un par une résistance mettra donc la sortie de la porte 45 à un. L'entrée 38 de la porte 39 étant donc à l'état un, la sortie de la porte 39 est donc à zéro et la sortie de la porte 36 est à un Le niveau logique qui est appliqué à l'entrée 44 de la porte 45 est aussi transmis aux interrup- teurs 8 et 20 à l'aide de la diode 49 Ceux-ci sont donc ouverts et il n'y a ni circulation de gaz, ni production d'étincelles; lorsque T O se termine, il lui succède un temps T 1 avec le fonctionnement décrit précédemment. Si l'état de sécurité a été provoqué par la disparition non programmée de la flamme, la sortie de la porte 36 est passée à l'état zéro, ce qui signifie que ses deux entrées sont à l'état un Pour réarmer le dispositif, il suffit de faire passer momentanément l'entrée 12 de la porte 36 à l'état zéro et ce en agissant sur le commutateur qui en cou- pant puis rétablissant l'alimentation du circuit permettra aux éléments 43 et 40 d'engendrer une impulsion négative forçant la bascule constituée par les portes 39 et 36 à changer d'état. Il est d'autre part à remarquer que l'allumeur 14 qui peut être prévu pour plusieurs points d'allumage, autres que pour le brûleur séquentiel, peut être activé manuelle- ment au moyen du poussoir 19. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus particulièrement envisagés Elle en embrasse au contraire toutes les variantes A titre d'exemple, on a donné sur la figure 6 un exemple de logique de sécurité câblé en portes NOR. REVENDICATIONS 1 Dispositif de contrôle de flamme à séquenceur, pour appareils à brûleurs, pour la commande automatique et cycli- que, par l'intermédiaire d'un allumeur approprié, de la pré- sence et de l'absence d'une flamme selon un rapport cyclique réglable, l'utilisateur pouvant déterminer par une commande le rapport entre la durée T 1 de la présence de la flamme et la durée totale T ou période du cycle, caractérisé en ce qu'il comporte: un séquenceur constitué essentiellement de circuits électroniques aptes à fournir des impulsions de commande dont le rapport cyclique T 1/T peut être déterminé par l'ac- tion de l'utilisateur sur un commutateur à plusieurs posi- tions; un ensemble logique de sécurité, recevant notamment, comme signaux d'entrée, le signal de sortie dudit séquen- ceur et un signal provenant d'une électrode de détection de flamme associée au brûleur concerné, ce dernier signal étant représentatif de la présence ou de l'absence de flam- me; et deux circuits interrupteurs interposés entre la sour- ce-de puissance et, d'une part l'allumeur associé au brû- leur, et d'autre part une électro-vanne ou analogue, de commande d'arrivée du combustible au brûleur, ces circuits interrupteurs recevant essentiellement, comme signal d'en- trée de commande, le signal de sortie dudit ensemble de sécurité. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est agencé de manière que l'arrivée du combustible au brûleur soit interdite si l'allumage de la flamme n'a pas été réalisé après un temps prédéterminé, éventuellement après une tentative de réallumage. 3 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractéri- sé en ce qu'il est en outre agencé pour l'obtention d'une commande automatique immédiate de réallumage au cas o la flamme viendrait à s'éteindre par le fait d'une cause exté- rieure telle que le vent, alors que l'électro-vanne commande encore l'arrivé du combustible au brûleur. 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit séquenceur est as- socié à un circuit de remise à zéro commandé lorsque ledit commutateur à plusieurs positions, actionné par l'utilisa- teur, détermine l'arrêt de l'arrivée du combustible au brû- leur. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit séquenceur est as- socié à un allumeur pouvant par une commande auxiliaire fonctionner indépendamment. 6 Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'électrode de détection associée audit séquenceur pourra servir également à la pro- duction d'étincelles sur le brûleur séquentiel.