Brevet FR2761756A1 — publié le 19981009

La présente invention concerne un dispositif de sécurité ou de régulation pour appareil de chauffage à combustible liquide, solide, gazeux, notamment mais non limitativement pour appareil de chauffage mobile à pétrole. Dans les appareils mobiles à pétrole, le dégagement de chaleur est obtenu par catalyse du combustible amené dans la zone de catalyse par capillarité au moyen d'une mèche. Un actionneur ou mécanisme de manoeuvre permet de commander la sortie ou l'effacement de la mèche dans un porte-mèche et par là l'extinction du poële. Ce type d'appareil doit être équipé d'un système de sécurité imposant son arrêt total par extinction avant que la teneur en CO2 du local atteigne des seuils prédéterminés et interdisant la possibilité de réallumage tant que la cause ayant motivé cette arrêt n'a pas disparue. Actuellement, la norme impose l'arrêt total pour un taux de CO2 compris entre 0,6 et 1 %. Ce taux de CO2 est, à l'heure actuelle, très difficile à mesurer dans cet intervalle de valeurs. On ne connaît qu'un détecteur à infra-rouge capable de remplir cette fonction de manière fiable mais son prix est très élevé et son utilisation sur un poële à pétrole conduisait à doubler le prix de revient de l'appareil. Une application grand public de ce type de détecteur n'est donc pas envisageable. Pour résoudre ce problème, la solution actuelle est d'évaluer indirectement le taux de CO2 en mesurant la température au voisinage de l'appareil seulement en pièce laboratoire étanche et sous certaines conditions d'environnement. Dans ces conditions limites cette température est en corrélation avec le taux de CO2. De tels appareils sont par exemple décrits dans les documents US-A-4,493,634, EP-A-0 075 602 et FR 95 03236 de la demanderesse. Cette solution fait appel à de multiples composants (sonde, thermostat, thermocouples ou autres), et sa fiabilité et sa précision dépendent notamment du type de la pièce d'habitation, de la température prélevée, du nombre de composants, etc... La demanderesse propose une solution nouvelle à ce problème qui permet de mesurer directement un taux de CO2, par exemple inférieur à 1 %, sans augmenter notablement le prix de l'appareil. La demanderesse a eu l'idée d'utiliser un détecteur de gaz fonctionnant sur le principe de la conductivité thermique des gaz. Des détecteurs fonctionnant sur ce principe ne sont utilisés actuellement l0 qu'en très faible nombre dans les laboratoires de recherche ou de mesure, et pour des taux de productions gazeuses beaucoup plus élevés que ceux qui concernent les poêles à pétrole. Ils n'ont pas d'application industrielle connue. La demanderesse a dû résoudre plusieurs problèmes pour adapter ce détecteur à cette application industrielle nouvelle et notamment: concevoir un circuit de mesure spécifique, - définir une procédure de discrimination entre le CO2 et un autre élément gazeux qui présenterait une conductivité thermique très proche de celle du CO2. Cette application industrielle n'est pas limitée aux poëles à pétrole, elle peut être généralisée à tous les appareils de chauffage à combustion de combustible solide, liquide, gazeux. On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description qui suit faite en référence à la figure unique annexée qui est un schéma fonctionnel du dispositif conforme à l'invention. Le dispositif représenté à titre d'exemple non limitatif comporte principalement un actionneur (10) commandé par un ensemble de commande électronique (B) (avec son micro-processeur), un ensemble de détection (C) (avec son capteur de gaz A), un ensemble de discrimination (D), une source d'énergie et un arrêt manuel (11). Dans l'application spécifique du poële à pétrole, l'actionneur (10) est un actionneur de mèche. Un capteur de gaz (A), mesurant la conductivité thermique des gaz, est généralement constitué d'un élément résistif chauffant (3) déposé par des techniques connues de micro-électroniques sur une fine membrane isolée électriquement et thermiquement, d'un capteur de température (4) déposé sur un support en silicone. La mesure résulte de la dissipation thermique de la membrane, elle-même résultant de la conductivité thermique du gaz environnant ladite membrane. Pour l'application au poële à pétrole et aux autres types de poëles, le capteur (A) est associé à un circuit spécifique pour former l'ensemble de détection (C) fonctionnant comme suit: L'élément chauffant (3) est activé par une électronique (1), le capteur de température (4) lit la valeur de conductivité thermique du gaz à l'aide d'un pont de Wheatstone (5) associé à un amplificateur (2). Lorsque la teneur en gaz détectée par (A) atteint un seuil prédéterminé considéré dangereux, l'ensemble électronique (B) commande l'actionneur (10) et de ce fait provoque l'arrêt du poële. Ainsi le poële s'arrête chaque fois que le seuil est atteint, que le gaz soit du CO2, ou un mélange de gaz ou un élément gazeux comme l'ammoniac dont les conductivités seraient très proches de celles du CO2. Si on souhaite éliminer les arrêts qui ne seraient pas dus à des dégagements dangereux de C02, on ajoutera au dispositif un ensemble de discrimination (D) géré par le microprocesseur (8) de l'ensemble de commande (B), et pouvant fonctionner selon divers critères tels que de reconnaissance d'autres gaz, tels que: - ammoniac, - azote, - solvants, 2 5 - alcool, - etc... L'ensemble de commande (B) comporte encore d'autres éléments, par exemple une détection de température (9) pouvant servir à thermostater l'appareil. De plus, une action sur un bouton-poussoir (11) doit être obligatoire pour mettre en marche le poële, et un module électronique (7) surveille l'état de la source d'alimentation (6). Les avantages de l'invention sont les suivants: - mesure directe du taux de C02 dans la pièce (excellente corrélation avec la combustion), conformité parfaire sur décret n* 92-1280 du 10/12/92 et à la norme NF D -300, - utilisation de l'appareil impossible en cas de défaillance de l'énergie auxiliaire même avec un allumage extérieur (allumettes...). REVENDICATIONS 1. Dispositif de sécurité pour appareil de chauffage à combustible solide, liquide ou gazeux dont on désire arrêter la combustion dès qu'un taux prédéterminé de gaz dangereux ou non désiré est atteint dans l'environnement de l'appareil, caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble de détection (C) composé principalement d'un capteur (A) mesurant la conductivité thermique des gaz. 2. Dispositif de sécurité selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le capteur (A) comporte un élément chauffant activé par une électronique (1) et un capteur de température (4) monté dans un pont de Wheatstone (5) associé à un amplificateur (2). l0 3. Dispositif de sécurité selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un ensemble de discrimination (D) permettant de distinguer une production de CO2 d'une production gazeuse ayant une conductivité thermique proche de celle du CO2. 4. Dispositif de sécurité selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un bouton-poussoir (1 1) dont l'action est obligatoire pour mettre en marche le poële. 5. Dispositif de sécurité selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un détecteur de température (9) servant à thermostater l'appareil.