Brevet FR2552859A1 — publié le 19850405

La présente invention concerne un dispositif de mise en marche pour une source de chaleur marchant au gaz et comportant un brûleur à gaz alimenté par une valve à réglage continu, un dispositif producteur de pression pneumatique commandant la valve de gaz, ainsi qu'un dispositif de commande pour un clapet de dérivation disposé dans la canalisation d'air de combustion/gaz d'échappement, munie d'un ventilateur et d'un dispositif de sû- reté à manque d'air. Qand sur des sources de chaleur de ce genre, un signal de mise en marche, émis par exemple par un régulateur de température de sortie, fait immédiatement démarrer cette source de chaleur à charge réduite, le clapet de dérivation se trouve plus ou moins ouvert, le ventilateur marchant à charge nominale. La conséquence en est quelle ventilateur aspire en partie de l'air de combustion ou des gaz de combustion à travers l'échangeur de chaleur de ladite source de chaleur, mais en partie aussi directement parle by-pass.Si, par suite d'un service plus ou moins long de l'ensemble, l'échangeur de chaleur de la source de chaleur est bouché ou que l'écou- lement du gaz à travers l'échangeur de chaleur soit entravé par un obstacle quelconque, la chambre de combustion est insuffisamment alimentée en air frais en comparaison avec le débit de gaz, le manque en air frais étant compensé par l'action du clapet de dérivation. Pour cette raison, le dispositif de sûreté qui occupe normalement la section de la canalisation d'adduction d'air en amont du ventilateur, constate aussi un débit d'air frais suffisant, mais il se produit tout de même une combustion incomplète avec les conséquences qu'il faut absolument éviter. Pour cette raison, la présente invention a pour but de n'admettre la mise en marche de la source de chaleur que si le débit d'air à travers l'échangeur de chaleur atteint un volume minimum réglable. Ce but est atteint par ce que d'abord le moteur du ventilateur et le moteur du dispositif producteur de pression pneumatique sont mis en marche à pleine charge, le dispositif producteur de pression pneumatique mettant, par une liaison commune, le clapet de dérivation en position fermée et la valve de gaz à réglage proportionnel, disposée dans la conduite de gaz, en position ouverte, ainsi qu'une valve d'étranglement, en série avec la valve de gaz, en position d'étranglement après quoi un contact relié au clapet de dérivation signale la fermeture de ce dernier à un organe temporisateur qui, après une durée réglable, met le dispositif de mise en marche hors circuit si, pendant ce laps de temps, il n'y a pas eu émission d'un signal par le dispositif de sûreté à manque d'air confirmant le débit minimum requis d'air de combustion. Un perfectionnement avantageux consiste en ce que, après écoulement du temps préréglé sur organe temporisateur, le régulateur met le moteur d'entraînement du dispositif producteur de pression pneumatique en marche, ce moteur débitant alors une puissance en fonction de l'écart relevé. Un autre perfectionnement est donné par ce que, en série avec un contact d'un dispositif émetteur de signaux de manque de chaleur, il est prévu un montage en parallèle dont l'une des branches comporte un moteur actionnant le ventilateur et dont l'autre se compose d'un rupteur de l'organe temporisateur et d'une bobine d'un relais, ce relais comprenant deux contacteurs reliés à la ligne d'alimentation de la bobine du relais par un branchement situé entre le rupteur de l'organe temporisateur et la bobine du relais, les points de contact des contacteurs, disposés du côté opposé au branchement, étant en liaison avec le moteur d'entrainement du dispositif producteur de pression pneumatique et celui actionnant la valve d'étranglement. Un autre perfectionnement résulte de çe que le contact du dispositif émetteur de signaux de manque de cha leur constitue directement le contact du clapet de dérivation, suivi d'un montage en parallèle dont l'une des branches se compose du régulateur et dont l'autre comprend la bobine de l'organe temporisateur. Un autre perfectionnement est réalisé par ce que l'organe temporisateur comporte un contacteur d'autoalimentation directement en aval du contact du dispositif émetteur de signaux de manque de chaleur. Un autre perfectionnement est donné par ce que l'organe temporisateur présente un troisième contacteur qui relie une sortie du régulateur avec la ligne qui met le contacteur en communication avec le moteur actionnant le dispositif producteur de pression pneumatique. Un autre perfectionnement consiste en ce qu'une autre sortie du régulateur est reliée au dispositif d'entraînement de la soupape d'admission de gaz, par l'intermédiaire d'un contacteur du dispositif de sûreté à manque d'air. Un exemple de réalisation de l'invention est décrit ci-après à l'aidé des figures un à trois des dessins. Ces figures montrent: Figure un, une représentation schématique d'un chauffe-eau à circulation à gaz, figure deux, un montage électrique et figure trois, un diagramme. Le chauffe-eau à circulation 1 présente une chambre de combustion 2 logée dans un baîtier 3. A sa partie supérieure, la chambre de combustion 2 est fermée par un bloc échangeur de chaleur à lamelles 4, relié à une conduite de départ 6 munie d'une sonde thermométrique 5, ainsi qu'à une conduite de retour 8 comportant une pompe de circulation 7. La sonde thermométrique 5 est reliée par une ligne 9 à un régulateur 10. La chambre de combustion 2, soit l'échangeur de chaleur 4 est chauffé par un brûleur 11 alimenté par une conduite 12 comportant une valve 13 à réglage proportionnel et continu par commande pneumatique, qui ne peut occuper aucune position de fermeture, et une valve d'étranglement 15 commandée par un moteur 14 relié au régulateur par une ligne 47. La chambre de combustiqn 2 s'ouvrant vers le bas en direction du brûleur 11 est fermée à sa partie supérieure 16 où se trouve un orifice de dérivation 17 qui peut être ouvert, fermé ou maintenu entrouvert continuellement par un clapet 18. Ce clapet est contrôlé par un fin de course 19 qui peut relever la position fermée du clapet 18 grâce à un servomécanisme 20. Le contact 19 est relié au régulateur 10 par un couple de fils 21. A la face supérieure 22 du boîtier 3 débouche une canalisation concentrique d'air/gaz d'échappement 23 qui se compose d'un tuyau d'évacuation de gaz de combustion 24 et d'un espace annulaire 25, concentrique par rapport au tuyau 24, et qui s'étend entre le tuyau d'évacuation 24 ét la paroi intérieure du tuyau 23 et sert à l'adduction d'air frais. Dans l'espace annulaire est logé un étranglement 26, annulaire, en amont et en aval duquel et à sa proximité immédiate sont prévues deux conduites manométriques 27 et 28 qui, en combinaison avec un capteur de pression à membrane 29 et un interrupteur 30, constituent un dispositif de sûreté à manque d'air. L'interrupteur 30 est relié au régulateur 10 par un couple de fils 32. Le tuyau d'évacuation 24 comporte un ventilateur 34 actionné par un moteur électrique 33 et dont la tubulure d'aspiration perce la face supérieure 16 de la chambre de combustion 2 pour se terminer à l'intérieur de celle-ci. Au moteur 33 est appliquée une tension de service, par l'intermédiaire d'une ligne 35, à la suite d'un signal approprié. Du régulateur 10 part une ligne 36 qui aboutit à un moteur 43 actionnant une pompe à membrane 37 dont la tubulure de refoulement 38 coopère avec un servomoteur pneumatique 39 et une tubulure d'évacuation 40.Par l'intermédiaire d'un servomécanisme 41, soit un tringlage, le servomoteur commande aussi bien l'organe moteur de la valve degaz 13 que Xe clapet de dérivation 18 et sert ainsi de régulateur pneumatique pour ces organes. En série avec la valve de gaz 13 et la valve d'étranglement 15 qui, dans une position finale, libère complètement l'écoulement du gaz tandis que, dans l'autre, elle le limite de sorte à assurer l'allumage du brûleur, est disposée une soupape 45, dans la conduite de gaz 12, commandée par un organe d'asservissement 44 et ne pouvant occuper qu'une position d'ouverture ou de fermeture. L'organe d'asservissement est un électro-aimant relié par une ligne 46 au régulateur 10. Le montage électrique du dispositif de mise en marche ressort de la figure deux: au secteur, soit aux bornes R et MP, est reliée une ligne 48 partant de la ligne R du secteur. La ligne 48 compor-te un contacteur 49 d'un organe 50 qui doit provoquer la mise en marche de la source de chaleur. Cet organe peut être une sonde ther mométrique intérieure, extérieure ou d'eau sanitaire. Au contact du contacteur 49, opposé à la ligne 48, est raccordé un branchement comprenant deux lignes 35 et 51. La ligne 35 est reniée au moteur 33 du ventilateur et aboutit directement à la borne MP. La ligne 51, par contre, est reliée à la borne MP par l'intermédiaire d'un rupteur 52 du relais temporisateur 42, d'un branchement 53, d'une bobine 54 et d'un autre branchement 55. Du branchement 53 part une ligne 56 qui aboutit aux deux contacteurs 57 et 58 du relais 54, reliés en parallèle à la ligne 56. Du côté opposé à'la ligne 56, le contacteur 57 coopère avec la ligne 36, soit le moteur d'entrainement 43 de la pompe à membrane 37 qui, de l'autre côté, est reliée à MP. Le contacteur 58 coopère avec la ligne 47, soit le servomoteur 14 actionnant la valve d'étranglement 15. Ce moteur est relié, du côté opposé au contacteur, également au MP.De la ligne 35 part, au branchement 59 disposé entre le contact 49 et le ventilateur 33, une ligne 60 qui communique avec un contacteur 61 du relais temporisateur 42 et se termine à un autre branchement 62 auquel est reliée d'une part la bobine du relais temporisateur 42 et d'autre part une li gne 63 assurant l'alimentation en tension du régulateur 10. Le régulateur 10 est relié d'autre part, par une ligne 64, à un contacteur 65 du relais temporisateur, laquelle se termine à un branchement 66 de la ligne 36. La bobine du relais temporisateur 42 est reliée, du côté opposé au branchement 62, au branchement 55 par une ligne 67. Le fonctionnement du dispositif de mise en marche, représenté schématiquement à la figure un et, quant à son montage électrique, à la figure deux, est décrit ciaprès à l'aide des diagrammes de la figure trois où l'or- donnée donne le temps, et l'abscisse, l'état de repos ou de fanctionnement des éléments 13, 17, 15, 43, 19, 33, 30, 44 et 42. A la suite d'un signal de mise en marche de la source de chaleur, le contact 49 se ferme. Cela correspond au moment Tow Par la fermeture de ce contact, la bobine 54 du relais est mise sous tension de sorte que celui-ci change d'etgt, et une tension de service est appliquée au moteur 33 du ventilateur 34 qui démarre et, suivant la courbe 70, atteint peu après son démarrage sa puissance maximale et par là son débit maximal. La commutation des contacteurs 57 et 58 a, d'une part, pour effet que le moteur 43 démarre et provoque le refoulement d'air par la pompe à membrane 37. Cette pompe, suivant la courbe 71, arrive presque instantanément à son débit maximal.L'électro-aimant 14 est excité et met la valve d'étranglement 15 en position de travail de sorte qu'elle limite le débit de gaz aux besoins de l'allumage ce qui est représenté par la courbe 72. La pompe à membrane 37 actionne le servomoteur pneumatique 39 qui, par l'intermédiaire du-servomécanisme 41, ouvre la valve de gaz 13 complètement et ferme le clapet de dérivation 18 qui, ainsi, ferme le contact 19. La fermeture du contact 19 provoque la mise sous tension en phase R du branchement 62.-Ainsi, par la ligne 67, le reluis temporisateur 42 est mis sous tension de sorte qu'il y a commuta tion de ses contacts 52 et 65 après écoulement du temps préréglé, et du contact 61, immédiatement. De plus, le régulateur 10 est alimenté en tension par la ligne 63. Entretemps, la pression différentielle née au niveau de l'étranglement 26 par l'action du ventilateur 34, a agi sur le capteur à membrane 29 ce qui provoque la fermeture du contact 30. Ainsi, l'organe d'asservissement 44 est mis sous tension par le régulateur de sorte à créer un flux de gaz dans la conduite 12 correspondant au débit d'allumage. Ce débit de gaz est enflammé par un dispositif non représenté, et la flamme qui en résulte est surveillée. Son allumage est signalé au régulateur 10. Le mouvement du contact 19 est représenté par la courbe 73. Ce contact est fermé au moment T7. A ce moment, le relais temporisateur 42 est également actionné, et le temps préréglé se termine en T2. La fermeture du contact 30 du dispositif de sûreté à manque d'air 31 est représentée par la courbe 76, la mise en action de la soupape d'admissi on,, par la courbe 75. Les mouvements de la valve de gaz 13 et du clapet de dérivation 18 s'exécutent progressivement, suivant les courbes 77 et 78. Après écoulement du temps préréglé sur le relais temporisateur, au moment T2, les deux contacts 52 et 65 se mettent dans la position non représentée, après quoi le moteur 43 de la pompe à membrane 37 est mis sous tension par le contact 65, fermé alors, sous l'action du régulateur 10, et dont la valeur dépend de l'écart relevé par la sonde 5. De plus, l'électro-aimant 14 est mis hors circuit de sorte que la valve d'étranglement 15 est sans effet comme il résulte de la courbe 72. Le débit de gaz est alors seulement déterminé par la valve de gaz 13. L'organe d'asservissement 44 reste sous tension. La position du clapet de dérivation et par là le débit d'air et le débit de gaz sont solidaires l'un de l'autre et ne sont fonction que de l'écart 1 relevé. Le moment T3 signale l'arrêt de la source de chaleur, provoqué par l'ouverture du contact 49. Le régulateur 10 et le moteur 33 sont mis hors circuit, le dispositif de sûreté à manque d'air 31 ouvre le contact 30 de sorte que l'écoulement du gaz à travers la soupape d'admission est coupé, et le relais temporisateur retourne dans sa position de repos représentée. Revendications 1. Dispositif de mise en marche d'une source de chaleur marchant au gaz et comportant un brûleur à gaz alimen té par une valve à réglage continu, un dispositif pro ducteur de pression pneumatique commandant la valve de gaz, ainsi qu'un dispositif de commande pour un clapet de dérivation disposé dans la canalisation d'air de com bustion/gaz d'échappement, munie d'un ventilateur et d'un dispositif de sûreté à manque d'air, caractérisé par le fait que d'abord le moteur (33) du ventilateur (34) et le moteur (43) du dispositif producteur de pression pneumatique (37) sont mis en marche à pleine charge, le dispositif producteur de pression pneumatique mettant, par une liaison commune (41), lé clapet de dérivation (18) en position fermée et la valve de gaz à réglage pro portionnel (13), disposée dans la conduite de gaz (12), en position ouverte, ainsi qu'une valve d'étranglement (15), en série avec la valve de gaz, en position d'étran glement après quoi un contact (19) relié au clapet de dérivation (18) signale la fermeture de ce dernier à un organe temporisateur (42) qui, après une durée réglable, met le dispositif de mise en marche hors circuit si, pen dant ce laps de temps, il n'y a pas eu émiSsion d'un si gnal par le-dispositif de sûreté à manque id'air (31) confirmant le débit minimum requis d'air de combustion. 2. Dispositif de mise en marche suivant la revendication un, caractérisé par le fait que, après écoulement du temps préréglé sur l'organe temporisateur (42), le ré gulateur (10) met le moteur d'entraînement (43) du dis positif producteur de pression pneumatique (37) en mar che, ce moteur débitant alors une puissance en fonction de l'écart relevé. 3. Dispositif de mise en marche suivant la revendication deux, caractérisé par le fait que, en série avec un con tact (49) d'un dispositif émetteur de signaux de manque de chaleur (50), il est prévu un montage en parallèle dont l'une des branches comporte un moteur (33) action nant le ventilateur (34) et dont l'autre se compose d'un rupteur (52) de l'organe temporisateur (42) et d'une bobine (54) d'un relais, ce relais comprenant deux con tacteurs (57, 58) reliés à la ligne d'alimentation de la bobine (54) du relais par un branchement (53) situé entre le rupteur (52) de l'organe temporisateur (42) et la bobine (54) du relais, les points de contact des con tacteurs (57, 58), disposés du côté opposé au branche ment (53), étant en liaison avec le moteur d'entraînement (43) du dispositif producteur de pression pneumatique (37) et le moteur d'entraînement (14) de la valve d'étranglement (15). 4. Dispositif de mise en marche suivant la revendication deux, caractérisé par le fait que le contact (49) du dispositif émetteur de signaux de manque de chaleur (50) constitue directement le contact (19) du clapet de dé rivation (18), suivi d'un montage en parallèle dont une branche se compose du régulateur (10) et l'autre com prend la bobine de l'organe temporisateur (42). 5. Dispositif de mise en marche suivant l'une des revendi cations un à quatre, caractérisé par le fait que l'or gane temporisateur (42) comporte un contacteur d'auto alimentation (61) directement en aval du contact (49) du dispositif émetteur de signaux de manque de chaleur. 6. Dispositif de mise en marche suivant l'une des revendi cations un à cinq, caractérisé par le fait que l'organe temporisateur (42) présente un troisième contacteur (65) qui relie une sortie du régulateur (10) avec la ligne (36) qui met le contacteur (57) en communication avec le moteur (43) actionnant le dispositif producteur de pression pneumatique (37). 7. Dispositif de mise en marche suivant l'une des revendi cations un à six, caractérisé par le fait qu'une autre sortie (32) du régulateur (10) est reliée au dispositif d'entraînement (44) de la soupape d'admission de gaz (45), par l'intermédiaire d'un contacteur (30) du dis positif de sûreté à manque d'air C31).