Brevet FR2723630A1 — publié le 19960216

L'invention concerne un brûleur à gaz à réglage automatique pour chaudière. Sur les brûleurs à gaz traditionnels, un pressostat d'air a pour fonction de faire passer le brûleur en sécurité, en cas d'insuffisance d'air, pour éviter la formation d'oxyde de carbone; pour ce faire, la valeur de consigne du pressostat est réglée pour la pression minimum nécessaire au bon fonctionnement du brûleur lorsque celui-ci fonctionne à allure réduite. De ce fait, lorsque le brûleur est à pleine allure et que le débit d'air est insuffisant, mais supérieur au débit minimum, la qualité de combustion se dégrade sans aucune détection par le brûleur. Cette situation est aggravée par un encrassement progressif de la turbine du ventilateur qui provoque une dégradation de la qualité de la combustion et une baisse de rendement qui se traduit par un gaspillage d'énergie et par une réduction non négligeable de la puissance nominale de la chaudière et un encrassement du brûleur. De plus, sur ces brûleurs, le réglage des cames de commande d'ouverture du volet d'air est assez fastidieux, puisqu'il s'effectue manuellement par tâtonnement. De plus, avec ce type de matériel, aucune visualisation instantanée de l'état du brûleur n'est possible , ce qui oblige à recourir à des contrôles périodiques par comparaison de débits mesurés au niveau du compteur. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients. L'invention, telle qu'elle se caractérise, résout le problème consistant à définir un procédé et à créer un dispositif avec lesquels, d'une part, une optimisation permanente du mélange gaz/air soit obtenue à toutes les allures et, d'autre part, la gestion permanente des principaux paramètres, reflétant le fonctionnement de la chaudière, par rapport à certaines données, puisse être effectuée en continu. Le procédé de réglage automatique d'un brûleur à gaz pour chaudière de chauffage centrale selon l'invention, permettant la gestion des principaux paramètres de combustion en vue d'obtenir un rendement maximum de l'installation de chauffage et une pollution minimum, se caractérise en ce qu'il consiste à - ajuster en permanence le débit d'air de combustion par rapport au débit de gaz consommé en respectant à tout moment une proportion gaz/air prédéterminée pour l'obtention du rendement maximum et de la pollution minimum, - mettre automatiquement et instantanément le brûleur en situation de sécurité dès que la proportion gaz/air n'est pas respectée de x % par rapport à la proportion prédéterminée en fonction du débit de gaz, - mettre en mémoire des principaux paramètres en vue de leur exploitation ultérieure. Le dispositif de mise en oeuvre du procédé tel qu' exposé cidessus se caractérise en ce que l'ajustage permanent du débit d'air consommé, en respectant à tout moment une proportion air/gaz prédéterminée, est obtenu par l'intermédiaire d'une sonde de mesure du débit de gaz, d'une sonde de mesure du débit d'air consommé et d'un régulateur électronique qui définit la quantité d'air nécessaire à une combustion optimum en fonction du débit de gaz et qui compare instantanément le débit d'air consommé à une valeur prédéterminée et fait corriger, par I'intermédiaire d'un servomoteur, le débit d'air aspiré si nécessaire. La mise automatique et instantanée du brûleur en situation de sécurité, si la proportion airlgaz n'est pas respectée de x % par rapport à la proportion prédéterminée en fonction du débit de gaz, est déclenchée par la régulation électronique par l'intermédiaire d'une électro-vanne de sécurité. La mise en mémoire des principaux paramètres en vue de leur exploitation ultérieure est obtenue par l'intermédiaire d'une console de visualisation et d'enregistrement. Le contrôle, par le régulateur électronique du débit d'air aspiré et du débit de gaz injecté selon une proportion air/gaz prédéterminée et le débit de gaz et d'air mesuré, est obtenu respectivement par un volet d'air, situé dans la volute d'aspiration d'un ventilateur actionné par un servomoteur et d'un volet de gaz actionné par un servomoteur, tous deux étant reliés audit régulateur électronique par l'intermédiaire d'une boîte de contrôle elle-même raccordée à 'électro-vanne de sécurité disposée sur la conduite d'alimentation en gaz du brûleur. La console de visualisation et d'enregistrement des paramètres de combustion est reliée au régulateur électronique par une connexion appropriée. Les avantages obtenus, grâce à cette invention, consistent essentiellement en ceci que toute variation du débit de gaz ou d'air est corrigée instantanément, ce qui permet de conserver au brûleur sa puissance nominale, même en cas d'encrassement de la turbine puisque celui-ci est pris en compte dans la mesure, et de déterminer à l'avance le pourcentage d'oxygène (02) à maintenir dans les gaz de combustion, et que la sécurité par manque d'air est totale. Par ailleurs, aucun réglage à priori du pressostat d'air et des cames de volet d'air n'est nécessaire, ce qui simplifie considérablement les opérations de mise en service des brûleurs. La connexion d'un lecteur de disquette informatique au régulateur électronique permet l'enregistrement des paramètres principaux et leur analyse périodique sur ordinateur. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif au regard du dessin annexé, représentant une vue schématique d'un brûleur de chaudière de chauffage central. La figure représente un brûleur 10 équipé d'un ventilateur 11, d'une aspiration 12 régulée par un volet d'air 13 actionné par un servomoteur 14 relié à une boîte de contrôle 20, elle-même raccordée au régulateur électronique 30. L'injecteur de gaz 40 dont le débit est régulé par un volet de gaz 41 actionné par un servomoteur 42, relié à la boîte de contrôle 20, elle-même raccordée à une électro-vanne gaz de sécurité 43, 44. Le régulateur électronique 30 contrôle le débit d'air absorbé dans le corps du brûleur 10 par une sonde de mesure de débit d'air 32 ainsi que l'alimentation de l'injecteur de gaz 40 par une sonde de mesure du débit de gaz 31. En examinant la figure plus en détail, on remarque que le régulateur électronique 30 est informé du débit d'air par la sonde 32 très en aval du circuit aéraulique à la sortie du brûleur ; donc tout encrassement du ventilateur 11, du volet 13 ou de l'aspiration 12 est pris en compte automatiquement. La valeur du débit d'air est définie en permanence par le régulateur 30, en fonction du débit de gaz constaté par la sonde 31, dans un rapport de mélange gaz/air permettant d'obtenir une combustion optimum, ce qui fait que toute variation du débit de gaz entraîne immédiatement un positionnement optimal du débit d'air corrigé en fonction de l'encrassement du circuit aéraulique et, ce, sur toute la plage d'utilisation du brûleur 10 sans aucune intervention réglage (pressostat, came, etc). Toute intervention ou accident empêchant d'avoir pendant quelques secondes le mélange optimum gaz/air déclenche un contact qui passe en défaut la boîte de contrôle 20 qui ferme l'électro-vanne de sécurité 43 et coupe le brûleur 10 (le passe en sécurité). Ainsi, contrairement aux procédés usuels qui mesurent le débit d'air et ajustent le débit gaz, le démarrage de la combustion provoque instantanément une surpression du foyer qui se résorbe en quelques instants par le conduit de fumée. Cette surpression momentanée engendre, sur la mesure du débit d'air, une augmentation inexistante, mais le phénomène enclenche une augmentation du débit de gaz calculée par le régulateur, ce qui occasionne pendant quelques temps une mauvaise combustion par manque d'air (pollution en CO). Cette régulation électronique 30 ne prend pas en compte, pendant quelques secondes, cette surpression due à la dilatation gazeuse de la combustion ; la régulation bloque le volet d'air pendant cette période sur le réglage initial. Sur le système électronique équipant le dispositif selon l'invention, une connexion est prévue pour être complétée par une console de visualisation des paramètres de combustion et pour permettre d'optimiser les conséquences de réglage de la combustion. Revendications 1. Procédé de réglage automatique d'un brûleur à gaz pour chaudière de chauffage central et de gestion des principaux paramètres de combustion permettant d'obtenir un rendement maximum de l'installation de chauffage et une pollution minimum, caractérisé en ce qu'il consiste à a) ajuster en permanence le débit d'air de combustion par rapport au débit de gaz consommé en respectant à tout moment une proportion gaz/air prédéterminée pour l'obtention du rendement maximum et de la pollution minimum, b) mettre automatiquement et instantanément le brûleur en situation de sécurité dès que la proportion gaz/air n'est pas respectée de x % par rapport à la proportion prédéterminée en fonction du débit de gaz, c) mise en mémoire des principaux paramètres en vue de leur exploitation ultérieure. 2. Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ajustage permanent du débit d'air consommé, en respectant à tout moment une proportion air/gaz prédéterminée, est obtenu par l'intermédiaire d'une sonde de mesure du débit de gaz (32), d'une sonde de mesure du débit d'air consommé (31) et d'un régulateur électronique (30) qui définit la quantité d'air nécessaire à une combustion optimum en fonction du débit de gaz et qui compare instantanément le débit d'air consommé à une valeur prédéterminée et fait corriger par l'intermédiaire d'un servomoteur (42) le débit d'air aspiré si nécessaire, en ce que la mise automatique et instantanée du brûleur (10) en situation de sécurité, si la proportion air/gaz n'est pas respectée de x % par rapport à la proportion prédéterminée en fonction du débit de gaz, est déclenchée par la régulation électronique (30) par l'intermédiaire d'une électro-vanne de sécurité (43, 44) et en ce que la mise en mémoire des principaux paramètres en vue de leur exploitation ultérieure est obtenue par l'intermédiaire d'une console de visualisation et d'enregistrement. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le contrôle par le régulateur électronique (30) du débit d'air aspiré et du débit de gaz injecté, selon une proportion air/gaz prédéterminée et le débit de gaz et d'air mesuré, est obtenu respectivement par un volet d'air (13) situé dans la volute d'aspiration (12), d'un ventilateur (11) actionné par un servomoteur (14) et d'un volet de gaz (41) actionné par un servomoteur (42), tous deux étant reliés au dit régulateur électronique par l'intermédiaire d'une boîte de contrôle (20), elle-même raccordée à l'électro-vanne de sécurité (43, 44) disposée sur la conduite d'alimentation en gaz de l'injecteur de gaz (40). 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la console de visualisation et d'enregistrement des paramètres de combustion est reliée au régulateur électronique par une connexion appropriée.