Brevet FR2787177A1 — publié le 20000616

DISPOSITIF DE COMMANDE D'UN BRULEUR A GAZ L'invention se rapporte à un dispositif de commande d'un brûleur à gaz. L'invention trouve particulièrement son utilité dans les brûleurs utilisés en cuisson domestique. Ces brûleurs comportent un robinet ou une électrovanne qui commande le débit de gaz alimentant le brûleur. On peut commander la puissance de ce type de brûleur en agissant sur un bouton rotatif qui entraîne directement le robinet et l'utilisateur règle visuellement la taille des flammes. On retrouve ce réglage visuel lorsque le débit de gaz est ajusté par une électrovanne, I'utilisateur agissant sur un clavier ou un bouton rotatif qui transmet une information électrique à l'électrovanne. Le réglage visuel est effectué à un instant donné et de nombreux paramètres peuvent faire varier ultérieurement le débit de gaz traversant le robinet ou l'électrovanne, ce qui entraîne une modification de la taille des flammes produites par le brûleur et donc de la puissance délivrée par le brûleur, ce qui entraîne une modification de la taille des flammes pouvant aller jusqu'à l'extinction du brûleur. Parmi les paramètres pouvant faire varier le débit de gaz, il y a notamment la température du brûleur, les variations de pression de gaz dans le réseau de distribution alimentant le brûleur et l'instabilité intrinsèque de l'électrovanne (dérive dans le temps). Le problème de variation de taille de flammes prend d'autant plus d'importance qu'on règle le brûleur à son débit minimum de gaz. Le débit minimum est encore appelé débit veilleuse. Le débit veilleuse est le plus petit débit possible pour le brûleur sans que sa flamme ne s'éteigne. Il est habituellement calibré unitairement à la fabrication du brûleur et/ou de l'électrovanne. Compte tenu des différents paramètres pouvant faire varier le débit de gaz, il est nécessaire de calibrer le débit veilleuse environ 15 % plus fort que le débit minimum possible à un instant donné. On perd ainsi une partie de la plage de puissance du brûleur. L'invention a pour but de pallier ce problème en garantissant une taille de flamme imposée. Pour atteindre ce but, I'invention a pour objet un dispositif de commande d'un brûleur à gaz, caractérisé en ce qu'il comporte un détecteur de présence de flamme en un point situé à une distance donnée d'un orifice de flamme du brûleur, des premiers moyens contrôlant le débit du gaz alimentant le brûleur, des seconds moyens de traitement recevant une information du détecteur et en ce que les seconds moyens de traitement règle le débit circulant dans les premiers moyens. Avantageusement les seconds moyens augmentent le débit circulant dans les premiers moyens lorsqu'ils reçoivent du détecteur une information représentative de l'absence de flammes et en ce que les seconds moyens de traitement réduisent le débit circulant dans les premiers moyens lorsqu'ils reçoivent du détecteur une information représentative de la présence de flammes. L'invention permet de réduire le coût de réalisation d'un brûleur et(ou) I'électrovanne en supprimant la calibration unitaire. L'invention permet également l'utilisation d'une vanne contrôlant le débit de gaz moins précise et donc moins coûteuse. Ces avantages sont liés à l'ajustement automatique de l'ouverture de la vanne en fonction de la taille de flamme imposée par la distance entre le détecteur et l'orifice de flamme. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après et du dessin joint dans lequel: - la figure 1 représente un brûleur à gaz comportant un dispositif de commande conforme à l'invention. Au-dessus d'une plaque d'âtre 1, le brûleur à gaz comporte une tête de brûleur 2 percée de plusieurs orifices 3 par lesquelles s'échappent un mélange d'air et de gaz. Le mélange d'air et de gaz est enflammé à la sortie des orifices 3. Le mélange d'air et de gaz est réalisé dans une structure de type venturi 4. La structure 4 débouche dans la tête du brûleur. Du gaz est injecté dans la structure 4 au moyen d'un injecteur 5. La vitesse du gaz induit dans la structure 4 de l'air situé à son voisinage. L'entrée de l'air dans la structure 4 est matérialisée par les flèches portant le repère 6. La figure 1 représente un brûleur à air induit o la structure 4 est représentée en traversée de la plaque d'âtre 1. Il est bien entendu que l'invention peut être mis en oeuvre quelque soit le mode de réalisation du mélange d'air et de gaz. En amont de l'injecteur, le brûleur comporte des moyens 7 contrôlant le débit de gaz. Les moyens 7 peuvent comporter une électrovanne dont l'ouverture est fonction d'une tension ou d'un courant de commande. Les moyens 7 peuvent également comporter une électrovanne fonctionnant en tout ou rien dont on commande le rapport cyclique. Plus précisément une telle électrovanne ne fonctionne que complètement ouverte ou complètement fermée. On règle le débit de gaz traversant l'électrovanne en l'ouvrant une fraction d'un cycle de temps donnée et en la fermant le reste du cycle. On répète le cycle tant que la consigne donnée par lo I'utilisateur ne change pas. Une autre réalisation possible des moyens 7 consiste à utiliser plusieurs vannes fonctionnant en tout ou rien, montées en parallèle sur la canalisation de gaz. Chacune de ces vannes a un débit donné. On ouvre une ou plusieurs de ces vannes et la somme des débits circulant dans chaque vanne ouverte donne le débit total acheminé vers lI'injecteur 5. Les moyens 7 sont alimentés par une canalisation 8 de gaz, et le gaz arrive vers les moyens 7 dans le sens de la flèche 9. Des moyens de traitement 10 commandent les moyens 7. Les moyens de traitement 10 reçoivent une consigne utilisateur CU. L'utilisateur donne sa consigne CU, par exemple, au moyen d'un bouton rotatif ou d'un clavier pour commander la puissance thermique qu'il souhaite pour le brûleur. Au-dessus de la plaque d'âtre 1, on place, au voisinage de la tête de brûleur 2, un détecteur 11 de présence de flamme. Le détecteur 11 est placé à une distance donnée d'un orifice 3. Avantageusement cette distance est définie de telle sorte que, entre l'orifice 3 et le détecteur 11 se développe la plus petite flamme possible pour le brûleur. Le détecteur 11 peut, par exemple, être réalisé au moyen d'un thermocouple à très faible inertie thermique. On peut aussi envisager d'utiliser un système optique pour réaliser le détecteur 11. Avantageusement on utilise pour réaliser le détecteur 11, une électrode d'ionisation. Il est en effet connu, que dans une flamme en particulier celle générée par un brûleur à gaz, I'air y est ionisé. On applique une tension électrique entre la tête de brûleur 2 et l'électrode d'ionisation. La présence d'un courant électrique dans l'électrode d'ionisation 1 1 est représentative de la présence d'une flamme 12 à la sortie de l'orifice 3. L'électrode d'ionisation 11 est reliée aux moyens de traitement 10 afin de transmettre une information représentative de la présence ou de l'absence d'une flamme 12. L'électrode d'ionisation utilisée comme détecteur 11 présente l'avantage de réagir rapidement à la présence ou à l'absence de flammes 12. Les moyens de traitement 10 peuvent également être reliés à une bougie d'allumage 13 située au voisinage d'un orifice 3 de la tête de brûleur 2. Ainsi lorsque l'utilisateur donne aux moyens de traitement 10 une consigne CU différente de celle représentative d'un brûleur à l'arrêt, et que le détecteur 11 ne détecte aucune flamme, alors les moyens de traitement enverront à la bougie d'allumage 13 une information lui permettant de l0 réaliser une étincelle permettant d'allumer une flamme 12. Il est possible d'utiliser une électrode d'ionisation 11 comme bougie d'allumage 13. Pour simplifier la suite de la description, on suppose que le détecteur 11 est situé à une distance d'un orifice 3, telle qu'il détecte la plus petite flamme possible pour le brûleur ou flamme veilleuse. Mais il est bien entendu, que l'invention peut être mise en oeuvre pour détecter la présence d'une flamme quelque soit sa taille. Il suffit alors de positionner le détecteur 11 à la distance voulue d'un orifice 3. Il est également possible d'utiliser plusieurs détecteurs 11, chacun permettant de détecter une taille de flammes différente. Lorsque l'utilisateur émet une consigne CU représentative d'une flamme veilleuse, les moyens de traitement 10 commandent les moyens 7 de telle sorte qu'un débit proche de débit minimum de gaz soit injecté vers la tête de brûleur 2. On suppose qu'une flamme 12 existe par exemple après allumage par la bougie d'allumage 13. Le détecteur 11 envoie alors vers les moyens de traitement une information représentative de la présence d'une flamme 12. Dans ce cas, les moyens de traitement 10 commandent les moyens 7 de façon à réduire le débit circulant dans les moyens 7. Cette réduction de débit circulant dans les moyens 7 entraîne une diminution de la taille de la flamme 12, jusqu'à ce que le détecteur 11 ne détecte plus de flamme et envoie aux moyens de traitement 10 une information représentative de l'absence de flammes. Alors les moyens de traitement 10 commandent les moyens 7 de manière à augmenter le débit de gaz, jusqu'à ce que le détecteur 11 détecte à nouveau la présence d'une flamme 12. Avantageusement lorsque le détecteur 11 détecte l'absence d'une flamme 12, les moyens de traitement 10 commandent les moyens 7 afin d'augmenter le débit de gaz les traversant avant que la flamme 12 ne s'éteigne complètement. Avantageusement les moyens de traitement 10 réduisent le débit de gaz circulant dans les moyens 7 plus lentement qu'ils ne l'augmentent. Ainsi le brûleur reste en fonctionnement au débit fixé et est peu sensible aux perturbations extérieures telles que par exemple des courants d'air. Grâce à ce dispositif de commande, il y a peu de risque qu'il y ait fréquemment des extinctions de flammes nécessitant un réallumage au i0 moyen de la bougie d'allumage 13. Néanmoins pour éviter que le gaz ne s'échappe du brûleur sans être enflammé, on peut prévoir que les moyens de traitement 10 actionnent la bougie d'allumage 13 quand le détecteur 11 détecte une absence de flamme pendant une durée longue, par exemple de l'ordre de une seconde. Si le réallumage ne s'effectue pas correctement, on peut prévoir la fermeture complète des moyens 7. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande d'un brûleur à gaz, caractérisé en ce qu'il comporte un détecteur (11) de présence de flamme (12) en un point situé à une distance donnée d'un orifice (3) de flamme du brûleur, des premiers moyens (7) contrôlant le débit du gaz alimentant le brûleur, des seconds moyens de traitement (10) recevant une information du détecteur (11) et en ce que les seconds moyens de traitement (10) réglent le débit circulant dans les premiers moyens (7). 2. Dispositif de commande d'un brûleur à gaz selon la revendication 1 en ce que les seconds moyens de traitement (10) augmentent le débit circulant dans les premiers moyens (7) lorsqu'ils reçoivent du détecteur (11) une information représentative de l'absence de flamme (12) et en ce que les seconds moyens de traitement (10) réduisent le débit circulant dans les premiers moyens (7) lorsqu'ils reçoivent du détecteur (11) une information représentative de la présence de flamme (12). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les seconds moyens de traitement (10) augmentent le débit de gaz circulant dans les premiers moyens (7) avant l'extinction de la flamme (12). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les seconds moyens de traitement (10) réduisent le débit de gaz circulant dans les premiers moyens (7) plus lentement qu'ils ne l'augmentent. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le détecteur comporte une électrode d'ionisation (11). 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la distance donnée est définie pour assurer l'existence de la plus petite flamme (12) possible du brûleur.