Brevet FR2558238A1 — publié le 19850719

L'invention concerne un dispositif de surveillance de flamme dans des appareils de chauffage independants du moteur pour véhicules, dans lesquels le mélange combustible/air apte à l'allumage est allumé dans une chambre de combustion par une bougie d'allumage à haute tension et les différentes fonctions de l'appareil de chauffage sont commandées dans un appareil de commande séquentielle.Les appareils de chauffage pour véhicules doivent répondre à des exigences de sécurité particulièrement élevées, en particulier en ce qui concerne la sûreté de l'allumage et correlativement, en ce qui concerne le comportement des appareils de chauffage quant aux gaz d'échappement. I1 faut qu'il soit assuré que, lorsque la flamme n'est pas allumée ou lorsqu'elle s'est éteinte, du combustible ne continue pas d'etre amene et qu'en cas d'allumage retardé, il ne se produise pas ensuite d'explosion, ni de mélange incorrectement reglé qui donne aux gaz d'e'chappe- ment des caractéristiques inadmissibles. C'est pourquoi les dispositifs de surveillance de flamme font partie des dispositifs de securité, car ils assurent l'allumage normal. Ces dispositifs de sécurité ont essentiellement pour role, en cas de non-allumage ou d'extinction de la flamme, de couper ltécoulement du combustible, et plus précisément pen dant un temps prescrit, jusqu'a' ce que la chambre de combustion soit débarrassée, au moyen du ventilateur de l'appareil de chauffage, du combustible introduit mais non allumé. Ce temps est généralement inférieur à 2 minutes. Un dispositif connu de surveillance de flamme comporte l'utilisation d'une photodiode ou d'une photoresistance qui, avec un système électronique de l'appareil de commande de l'appareil de chauffage, déclenche un interrupteur à relais. Le dispositif répond à la lumière, c'est-à-dire à la luminosité de la flamme de la chambre de combustion. Toutefois, un inconvénient de cette disposition est que dans la distribution spectrale de la luminosité de la flamme, un maximum dans le domaine jaune est nécessaire. Or, étant donné que lorsque les flammes sont réglées de façon optimale il existe une "fraction bleue" importante, ce dispositif ne suffit pas à l'identifica tion de la flamme. En outre, il faut que la photodiode ou la photorésistance soient disposées de façon telle que la lumière de la flamme les atteigne continuellement et qu'il ne se produise pas de noircissement par le noir de fumée.En outre, les photodiodes doivent encore être protégées contre la surchauffe, de sorte que l'on obtient une construction très coûteuse avec une structure très compliquée dans l'ensemble. On a trouvé une amélioration en se rendant compte que dans toute combustion moléculaire, un gaz ionisé, conducteur de l'électricité, est engendré. Par suite de ce phénomène, on peut déceler une flamme par le flux d'ionisation. I1 trouve une application, par exemple, dans les appareils de chauffage fixes fonctionnant au gaz. On mesure le degré d'ionisation et le signal mesuré est traité dans un dispositif électronique de commande. Ces dispositifs ne sont pas appropriés aux appareils de chauffage independants du moteurparvéhicules, en particulier lorsqu'ils fonctionnent avec un cqmbustible liquide, d'autant que les signaux fournis par la sonde d'ionisation sont très faibles et nécessitent une amplification. Ainsi, par exemple, dans les appareils de chauffage de l'espèce définie au début, les tensions de service sont de l'ordre de 12 à 24 V alors que pour un signal suffisant de la sonde d'ionisation, il faut 50 à 200 V.Il faut encore-ajouter que dans les appareils de chauffage de l'espèce envisagée, par suite de la basse tension de service, les perturbations qui proviennent du dispositif d'allumage sont si grandes qu'une interprétation électronique des signaux de mesure de la sonde d'ionisation n'est pas possible, d'autant que lors de l'allumage il se produit encore des courants vagabonds qui se superposent. L'invention a donc pour but d'indiquer un dispositif de surveillance de flamme à réponse rapide pour appareils de chauffage de l'espèce considérée, qui soit de structure simple et insensible à la température et qui permette une interprétation-simple du signal qui en provient et donc une surveillance de flamme à peu près sans inertie. Ce problème est résolu selon l'invention par le fait que dans la zone chaude de la chambre de combustion de l'appa reil de chauffage est disposé, comme sonde d'ionisation de flamme, un fil introduit de façon isolée dans la chambre de combustion, dont le conducteur d'amenée conduit à l'appareil de commande de l'appareil de chauffage et est couplé électriquement, par l'intermédiaire d'un circuit à relais, à l'allumage à étincelle à haute tension, et en ce que l'allumage à étincelle à haute tension est débranché pendant peut de temps, au moins une fois, pendant le processus d'allumage.Grâce à cela, on arrive à ce que, par suite de la brève interruption du processus d'allumage se produisant au moins une fois, par mise hors d'action de l'allumage à étincelle à haute tension, il se produise un intervalle sans écoulement dans lequel le signal venant de la sonde d'ionisation peut etre nettement reconnu et interprété, bien que la tension de service de l'appareil de chauffage soit seukment de 12 V ou de 24V. Ainsi, cette surveillance de flamme est utilisable pour tous les appareils de chauffage de l'espèce considérée. Le dispositif selon l'invention peut être utilisé dans des appareils de chauffage de l'espèce considérée, indépendamment du fait que ces appaeiS comportent un brûleur à pulvérisateur sous pression ou un pulvérisateur à rotation. Dans les deux cas, on peut se passer de transformer la tension de service dans le sens de l'élévation, de façon coûteuse. Toutefois, des appareils munis d'un brûleur à pulvérisateur à ultrasons sont particulièrement appropriés, car dans ce cas il existe de très hautes tensions alternatives. Il est avantageux, après redressement et éventuellement filtrage, d'utiliser la tension obtenue pour le fonctionnement de la sonde d'ionisation. Le prélèvement de puissance est négligeable pour le pulvérisateur à ultrasons de sorte que l'aptitude au fonctionnement n'est pas amoindrie. Il est apparu qu'une pause d'allumage de moins d'une seconde suffit à la reconnaissance et à l'interprétation du signal de la sonde d'ionisation. Le circuit d'interprétation est un circuit usuel à la portée de l'homme de l'art. Si la reconnaissance du signal de la sonde d'ionisation montre qu'un allumage du mélange combustible/air s'est produit dans la chambre de combustion, le processus d'allumage se poursuit encore pendant le temps nécessaire au fonctionnement de l'appareil de chauffage, mais s'il apparaît qutaucun allumage ne s'est produit, l'allumage est tout d'abord remis en action sans retard pour un nouvel essai d'allumage et au bout d'un nouveau temps de sécurité d'environ 20 secondes, il est à nouveau vérifié, au moyen de la surveillance de flamme selon l'invention, si un allumage a eu lieu.Si un allumage a eu lieu, on peut, pour des raisons de sécurité, vérifier à nouveau, par exemple au bout de 20 secondes de plus, si l'allumage a été durable. Mais s'il ne s'est pas produit d'allumage, on débranche l'appareil de chauffage de façon permanente. Aussitat que le fonctionnement de l'appareil de chauffage a repris, même après débranchement de l'allumage, au bout d'un deuxième temps de sécurité, par exemple de 20 secondes après la première vérification au moyen de la surveillance de flamme selon 11 invention, il se produit une surveillance permanente de l'existence de la flamme par la surveillance de flamme, de sorte que lorsque la flamme s'éteint de façon incontralée, un allumage peut être a nouveau amorcé automatiquement par 11in- termédiaire de la surveillance de flamme, ou qu'après un essai vain, l'appareil de chauffage peut être débranché. La sonde dtionisation de flamme est avantageusement disposée de manière à pénétrer dans la chambre de combustion, sous forme de fil isolé, de façon analogue a' une bougie d'allumage. Avantageusement, on choisit la longueur de la sonde de façon telle que la partie sans isolation du fil, la sonde proprement dite, pénètre le plus loin possible dans la partie chaude de la chambre de combustion. -REVENDICATION- 1. Dispositif de surveillance de flamme dans des appareils de chauffage indépendants du moteur pour véhicules, dans lesquels le mélange combustible/air apte à l'allumage est allumé dans une chambre de combustion par une bougie d'allumage à haute tension et les différentes fonctions de l'appareil de chauffage sont commandées dans un appareil de commande séquentielle, dispositif caractérisé en ce que dans la zone chaude de la chambre de combustion de l'appareil de chauffage est disposé, comme sonde d'ionisation de flamme, un fil introduit de façon isolée dans la chambre de combustion, dont le conducteur d'amenée conduit à l'appareil de commande de l'appareil de chauffage et est couplé electriquement, par l'intermédiaire d'un circuit à relais, a' l'allumage à étincelle à haute tension, et en ce que l'allumage à étincelle à haute tension est débranché pendant peu de temps, au moins une fois, pendant le processus d'allumage.