Brevet FR2667929A1 — publié le 19920417

Procédé pour la protection contre un fonctionnement en allure excessive d'un générateur à combustible solide et dispositif pour sa mise en oeuvre. La présente invention concerne un procédé pour la protection contre un fonctionnement en allure excessive dTun générateur à combustible solide raccordé à un conduit de fumées, le générateur comportant un circuit d'évacuation des fumées et une admission d'air comburant au foyer. Elle concerne également un dispositif de régulation mettant en oeuvre ce procédé. Dans certaines conditions anormales de fonctionnement dues par exemple å : - des chargements en combustible inconsidérés (nature, calibrage ou fréquence), - l'action intempestive dtun accélérateur de tirage non approprié, la température des fumées produites croit, devient excessive et engendre une augmentation de la dépression motrice dans le conduit de fumées, ce qui auto-aggrave le défaut. Il n'est pas possible sur les appareils utilisant les combustibles solides d'interrompre instantanément la combustion et il y a risque d'incendie ou de détérioration de l'appareil et du conduit de fumées. La présente invention a donc pour but de remédier à cet inconvénient majeur en proposant un procédé d'autorégulation de la combustion. Conformément à l'invention, le procédé consiste - à mesurer la dépression dans le circuit d'évacuation des fumées et à le comparer à un seuil optimal correspondant pour chaque allure de chauffe à un fonctionnement stabilisé, - à corriger la dépression mesurée et liadmission d'air comburant pour qu'elles slautorégulent sur l'allure de chauffe telle qu'elle est réglée. Plus particulièrement, il consiste par l'autorégulation précitée - à admettre de l'air ambiant dans les fumées pour les diluer et abaisser leur température, ainsi que pour tendre en réduisant la dépression, à ralentir la combustion, - à réduire l'admission d'air comburant au foyer. La présente invention propose, pour la mise en oeuvre de ce procédé, un dispositif d'autorégulation qui comporte au moins un organe sensible à la dépression et apte à comparer la valeur instantanée de celle-ci à un seuil limite, ce ou ces organes sensibles à la dépression coopérant, d'une part, avec le circuit d'évacuation des fumées et une ouverture d'admission d'air ambiant pour régler la section du passage les mettant en communication et, d'autre part, avec une ouverture d'admission dVair comburant au foyer pour en réduire la section de passage, laquelle est réglable pour déterminer l'allure de chauffe. Suivant une première forme de réalisation particulièrement avantageuse, le dispositif comporte un seul organe sensible à la dépression constitué par un volet régulateur de tirage monté pivotant de façon excentrée dans un élément tubulaire inférieur sensiblement horizontal, en regard des deux ouvertures d'admission d'air précitées débouchant la première dans un conduit de dilution communiquant avec le circuit d'évacuation des fumées et la deuxième dans un conduit sous grille coopérant avec un clapet réglable commandé manuellement ou automatiquement, en particulier, par un thermostat, pour régler le débit d'air comburant et ainsi l'allure de chauffe, le volet régulateur provoquant, lorsqu'il pivote sous l'effet d'une dépression croissante, l'augmentation de la section d'admission d'air dans le conduit de dilution et la diminution de la section d'admission d'air comburant dans le conduit sous grille. Le volet régulateur coopère avec un siège incliné du conduit sous grille pour obturer celui-ci lorsque ledit volet est en position relevée sous l'effet de la dépression limite maximale, ce volet libérant dans cette posiiton un passage accru dans l'élément tubulaire précité pour diluer les fumées. Suivant une deuxième forme de réalisation, le dispositif comporte deux organes sensibles à la dépression constitués par des volets régulateurs de tirage montés pivotants de façon excentrée respectivement, le premier dans un élément tubulaire sensiblement horizontal débouchant à l'extérieur et dérivé sur un conduit de dilution communiquant avec le circuit d'évacuation des fumées, le deuxième dans un élément tubulaire sensiblement horizontal débouchant à l'extérieur ainsi que dans la cavité sous grilla, le deuxième volet coopérant pour fermer l'admission d'air comburant avec un siège incliné fixe. Le deuxième volet coopère également avec une tirette de réglage de l'allure de chauffe prolongée par une manette de commande manuelle ou actionnée par un électro-aimant d'un circuit de commande à thermostat, la tirette traversant librement le volet et étant munie d'une butée qui détermine la position inclinée dudit volet correspondant à l'allure de chauffe choisie. Quelle que soit la forme de réalisation, le ou chaque volet régulateuer comporte une masselotte d'équilibrage réglable. Par ailleurs, l'axe de pivotement du ou de chaque volet régulateur monté fou dans l'élément tubulaire correspondant peut déboucher à l'extérieur pour y être prolongé en dehors par un levier qui, dans la position de relevage maximal du volet, dite position d'alarme, occupe une position critique déclenchant l'alarme. Selon un mode d'exécution particulier, le levier accouplé à le ou chaque volet régulateur découvre ou déclenche, lorsqu'il est en position critique, un indicateur visuel. Selon un autre mode d'exécution, le ou chaque volet régulateur coopère directement ou par l'intermédiaire de son levier extérieur, avec un détecteur de proximité inséré dans un circuit d'alarme, pour commander, lorsqu'il est sollicité, l'alarma. Suivant une troisième forme de réalisation, l'organe sensible à la dépression est un pressostat dont la sonde est branchée dans le circuit d'évacuation des fumées, le pressostat étant monté dans le circuit d'alimentation d'au moins un électro-aimant commandant au moins un clapet réglable de mise à l'air libre d'un conduit de dilution dérivé sur ledit circuit et de fermeture de l'admission de l'air comburant. Divers autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, sur le dessin annexé. Sur ce dessin - la figure 1 est une coupe-élévation très schématique d'une chaudière dans laquelle une première forme de réalisation du dispositif de protection conforme à l'invention est montée, - les figures 2 et 3 sont des coupes schématiques agrandies, illustrant respectivement la position de fonctionnement normal du dispositif selon la figure 1 et la position d'intervention en allure excessive, - la figure 4 est une coupe schématisant une deuxième forme de réalisation du dispositif, - la figure 5 est une coupe représentant un moyen d'équilibrage applicable à l'un quelconque des volets régulateurs, - la figure 6 est une coupe partielle prise suivant la ligne VI-VI de la figure 7 représentant un premier mode d'exécution de moyens d'alarme complémentaires applicables aux première et deuxième formes de réalisation. - la figure 7 est une coupe-élévation prise suivant la ligne VII-VII de la figure 6, - la figure 8 est une vue partielle analogue à la figure 7, schématisant un deuxième mode d'exécution des moyens d'alarme, - la figure 9 est un schéma illustrant une troisième forme de réalisation du dispositif de l'invention. Comme le montre la figure 1, le générateur comporte un corps 1 délimitant au-dessus d'une grille 2 un foyer 3 et en-dessous, une cavité 4 formant cendrier. Le corps 1 est raccordé à sa partie supérieure arrière à un conduit de fumées 5. Un conduit de dilution 6 s'étend à l'arrière du corps 1 du bas vers le haut où il débouche dans le conduit de fumées 5. Un dispositif de régulation de la combustion au seuil choisi est prévu. Une première forme de réalisation de ce dispositif est illustrée par les figures 1 à 3. Celui-ci comporte un volet régulateur de tirage 7 monté pivotant de façon excentrée dans un élément tubulaire inférieur 8 du corps. Dans cet élément, débouchent en haut le conduit de dilution 6 par une ouverture d'admission d'air de dilution 9 et en bas un conduit sous grille 10 par une ouverture d'admission d'air comburant 11 bordée par un siège incliné 12.Le conduit sous grille 10 débouche de l'autre côté dans la cavité 4 sous le contrôle d'un clapet pivotant 13 qui règle la section de passage de l'air comburant et ainsi l'allure de chauffe, le clapet 13 étant relié par une tirette 14 à un moyen de commande manuelle tel qu'unie manette placée sur le devant du générateur ou à un moyen de commande automatique tel qu'un électro-aimant alimenté sous le contrôle d'un thermostat, ces moyens piétant pas représentés. Dans l'exemple représenté montré par les figures 1 à 3 et 6, le volet 7 fait corps avec un axe 15 s'étendant horizontalement dans la moitié supérieure dudit volet et engagé de façon démontable dans des trous 16 des côtés de l'élément 8 du corps du générateur. Ce volet occupe, avec un jeu périphérique limité 17, la section intérieure libre de l'élément 8 et, en l'absence de tirage, pend verticalement. Dans cette position illustrée en trait plein par les figures 1 et 2, l'air du local passe à travers le jeu périphérique 17 et constitue l'air comburant parvenant dans la cavité 4, cet air n'étant pratiquement pas aspiré par le conduit 6 et ne diluant pas les fumées. Par contra, lorsque le tirage croît, le volet 7 pivote pour occuper une position intermédiaire représentée en trait mixte sur la figure 2 et dont l'inclinaison dépend des actions antagonistes d'une part de la dépression dans le conduit de fumées 5 et le conduit de dilution 6 et, d'autre part, du balourd de ce volet (déséquilibre des masses de la partie de celui-ci se trouvant au-dessus de l'axe 15 et de l'autre partie se trouvant au-dessous). Le débit d'air du local s'écoulant à travers le jeu périphérique 17 croît et il en résulte une admission d'air à la fois dans le conduit 6 et dans la cavité 4. Lorsque le tirage croît encore, le volet 7 s'élève davantage et se rapproche du siège 12 jusqu'à obturer l'ouverture 11 d'admission de l'air comburant, position qui est illustrée par la figure 3. Dans ces conditions, le volume d'air admis par le conduit 8 augmente, mais alors que le volet 7 obture partiellement ou totalement l'ouverture 11, il découvre davantage l'ouverture 9. L'obturation partielle ou totale de l'ouverture 11 a pour effet de réduire ou d'annuler la quantité d'air comburant alimentant le foyer et ceci quelle que soit la position du clapet 13, donc de ralentir l'allure de chauffe. Dans le même temps, l'admission accrue d'air par l'ouverture 9 a pour effet de diluer les fumées et d'abaisser leur température, de réduire la dépression et donc de tendre à ralentir la combustion. Ces conditions s'établissent lorsque l'allure de chauffe devient excessive et le disposiitf de régulation permet alors de ralentir la combustion en privant le combustible de comburant et en rendant prépondant l'effet de coupe-tirage. Bien entendu, et ainsi que cela ressort de la figure 5, la régulation peut être corrigée en intervenant sur le balourd du volet 7. A cet effet, une masselotte d'équilibrage réglable 18 peut être montée sur la partie inférieure du volet Dans l'exemple représenté, cette masselotte 18 est un écrou vissé sur une tige filetée 19 faisant saillie perpendiculairement dudit volet. Un arrêtoir 20 (figure 2) fait saillie dans le conduit 10 pour déterminer la position du volet 7 à l'arrêt. Par ailleurs, il peut être avantageux de donner l'alarme en même temps que la régulation intervient pour ralentir la combustion. A cet effet, un détecteur de proximité 21 sensible à la position du volet 11 peut être interposé - comme cela ressort des figures 2 et 3, entre ce volet et le siège 12 du conduit 10, - ou bien comme cela est illustré schématiquement par la figure 8, entre le conduit 8 et un levier 22, lequel est situé à l'extérieur de ce conduit et fait corps avec une extrémité saillante de l'axe 15 du volet 11. Le détecteur de proximité 21, quel que soit son type mécanique, électromécanique, magnétique ..., est inséré dans un circuit d'alimentation électrique 23 d'une alarme sonore 24 ou lumineuse (figure 8). Cependant, dans certains cas, il suffit de disposer un indicateur visualisant l'anomalie. Un tel indicateur est représenté sur les figures 6 et 7. Le levier 21 précité fait corps au-dessus de l'axe 15 avec un secteur 25 arqué concentriquement à celui-ci et logé dans un boîtier 26 formant cache. Dans ce boîtier, est ménagée une fente 27 à travers laquelle le secteur 25 est visible et peut apparaître par une plage rouge d'alerte 28 ou par une plage neutre 29 de fonctionnement normal. Afin que l'indicateur soit visible de l'avant de la chaudière, le levier 21 est décalé angulairement par rapport au volet 7 et la fente 27 est située en avant. Ainsi, lorsque le volet 7 est en position critique (figure 3) ou presque, c'est la plage rouge d'alerte 28 qui est visible à travers la fente 27. Par contre, pour toutes les autres positions, c'est la plage neutre 29 qui apparaît. Dans une deuxième forme de réalisation du dispositif de régulation de la combustion au seuil choisi, illustrée schématiquement par la figure 4, la régulation de la dilution des fumées et la régulation de l'admission d'air comburant sont indépendantes l'une de l'autre. Le dispositif comporte en effet deux volets régulateurs 30 et 31 montés pivotants autour d'axes excentrés 32 et 33 et sont susceptibles de basculer librement dans des conduits d'admission distincts superposés 34 et 35 communiquant respectivement avec le conduit de dilution 6 et la cavité 4 sous foyer. Le volet 30 convenablement équilibré pend au repos dans le conduit d'admission 34 qui communique en permanence avec le conduit de dilution 6. Le volet 31 occupe une position d'ouverture maximale (figure 4) qui est réglable et déterminée par une butée 36 portée par l'extrémité libre de la tirette 14 précitée permettant de régler l'allure de chauffe, laquelle tirette traverse librement le volet. Pour fermer l'admission d'air comburant au foyer 3, ce volet 30 coopère avec le siège 12. Dans cette deuxième forme de réalisation, les volets 30 et 31 peuvent coopérer, comme dans la première, avec des moyens réglables d'équilibrage et avec des moyens d'alarme. Suivant une troisième forme de réalisation illustrée schématiquement par la figure 9, le dispositif de régulation de la combustion au seuil choisi comporte un pressostat 37 dont la sonde 38 est branchée sur le conduit de fumées 5 ou le conduit de dilution 6. Le pressostat est monté dans le circuit d'alimentation 39 d'un électro-aimant 40 commandant un clapet réglable 41. Ce clapet est monté pivotant dans un conduit d'admission 8 de la même façon que le volet 7, mais au lieu de pivoter librement, il pivote sous actionnement positif. Le clapet 41 contrôle en même temps l'admission dans le conduit de dilution 6 et l'admission dans le conduit d'air comburant 10. Bien entendu, llélectro-aimant 40 ou bien deux électro-aimants distincts commandés par deux pressostats peuvent actionner deux clapets 41 et 42 disposés, comme les volets 30 et 31, dans les conduits 34 et 35. Enfin, un obturateur 43 (figure 1) peut être monté dans le conduit de dilution 6 pour le fermer lors de l'allumage du générateur ou de la reprise de la chauffe. REVENDICATIONS 1.- Procédé pour la protection contre un fonctionnement en allure excessive d'un générateur à combustible solide raccordé à un conduit de fumées, ce générateur comportant un circuit d'évacuation (5) des fumées et une admission (11) d'air comburant au foyer (3), caractérisé en ce qu'il consiste - à mesurer la dépression dans le circuit d'évacuation des fumées et à le comparer à un seuil optimal correspondant pour chaque allure de chauffe à un fonctionnement stabilisé. - à corriger la dépression mesurée et l'admission d'air comburant pour qu'elles s'eutorégulent sur l'allure de chauffe telle qu'elle est réglée. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste par l'autorégulation précitée - à admettre de l'air ambiant dans les fumées pour les diluer et abaisser leur température, ainsi que pour tendre en réduisant la dépression, à ralentir la combustion, - à réduire l'admission d'air comburant au foyer. 3.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un organe sensible à la dépression (7 ; 30, 31 ; 38) et apte à comparer la valeur instantanée de celle-ci à un seuil limite, ce ou ces organes sensibles à la dépression coopérant, d'une part, avec le circuit d'évacuation des fumées (5) et une ouverture (9) d'admission d'air ambiant pour régler la section du passage les mettant en communication et, d'autre part, avec une ouverture (11) d'admission d'air comburant au foyer (3) pour en réduire la section de passage, laquelle est réglable (en 13) pour déterminer l'allure de chauffe. 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un seul organe sensible à la dépression constitué par un volet régulateur de tirage (17) monté pivotant de façon excentrée (en 15) dans un élément tubulaire inférieur (8) sensiblement horizontal, en regard des deux ouvertures (9, 11) d'admission d'air précitées débouchant la première dans un conduit de dilution (6) communiquant avec le circuit d'évacuation des fumées (5) et la deuxième dans un conduit sous grille (10) coopérant avec un clapet réglable (13) commandé manuellement ou automatiquement, en particulier par un thermostat, pour régler le débit d'air comburant et ainsi l'allure de chauffe, le volet régulateur (7) provoquant, lorsqu'il pivote sous l'effet d'une dépression croissante, l'augmentation de la section d'admission d'air dans le conduit de dilution et la diminution de la section d'admission d'air comburant dans le conduit sous grilla. 5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le volet régulateur (7) coopère ave un siège incliné (12) du conduit sous grille (10) pour obturer celui-ci lorsque ledit volet est en position relevée sous l'effet de la dépression limite maximale, ce volet libérant dans cette position un passage accru dans l'élément tubulaire précité pour diluer les fumées. 6.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte deux organes sensibles à la dépression constitués par des volets régulateurs de tirage (30, 31) montés pivotants de façon excentrée (en 32, 33) respectivement, le premier dans un élément tubulaire (34) sensiblement horizontal débouchant à l'extérieur et dérivé sur un conduit de dilution (6) communiquant avec le circuit d'évacuation des fumées (5), le deuxième dans un élément tubulaire (35) sensiblement horizontal débouchant à l'extérieur ainsi que dans la cavité sous grille (4), le deuxième volet coopérant pour fermer l'admission d' air comburant avec un siège incliné fixe (12). 7.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le deuxième volet (31) coopère également avec une tirette (14) de réglage de l'allure de chauffe prolongée par une manette de commande manuelle ou actionnée par un électro-aimant d'un circuit de commande à thermostat, la tirette traversant librement le volet et étant munie d'une butée (36) qui détermine la position inclinée dudit volet correspondant à l'allure de chauffe choisie. 8.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que le ou chaque volet régulateur (7 ; 30, 31) comporte une masselotte d'équilibrage réglable (18). 9.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que l'axe de pivotement du ou de chaque volet régulateur (7 ; 30, 31) monté fou dans l'élément tubulaire correspondant (8 ; 34, 35) débouche à l'extérieur et est prolongé en dehors par un levier (22) qui, dans la position de relevage maximal du volet, dite position.d'alarme, occupe une position critique déclenchant l'alarme. 10.- Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le levier (22) accouplé à le ou chaque volet régulateur (7 ; 30, 31) découvre ou déclenche, lorsqu'il est en position critique, un indicateur visuel (25, 26). 11.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que le ou chaque volet régulateur (7 ; 30, 31) coopère directement ou par l'intermédiaire d'un levier extérieur (22), avec un détecteur de proximité (21) inséré dans un circuit d'alarme (23), pour commander, lorsqu'il est sollicité, l'alarme (24). 12.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe sensible à la dépression est un pressostat (37) dont la sonde (38) est branchée dans le circuit d'évacuation des fumées (5), le pressostat étant monté dans le circuit d'alimentation dieu moins un electro-aimant (40) commandant au moins un clapet réglable (41, 42) de mise à l'air libre d'un conduit de dilution (6) dérivé sur ledit circuit et de fermeture de l'admission (11) de l'air comburant. 13.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 12, caractérisé en ce qu'un obturateur (43) est monté dans le conduit de dilution (6) pour le fermer lors de l'allumage du générateur ou de la reprise de la chauffe.