INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
- ladite antenne-capteur est en outre configurée pour optimiser l’amplitude et/ou la phase du champ électromagnétique rétrodiffusé, par contrôle du taux d’ellipticité du champ électromagnétique rétrodiffusé, au moyen de l’impédance de charge du capteur de l’antenne-capteur ;
- ladite antenne-capteur est configurée pour contrôler ledit taux d’ellipticité, au moyen de l’impédance de charge du capteur, ladite impédance de charge du capteur étant propre à faire varier directement le mode antennaire de l’antenne-capteur, la valeur de ladite impédance de charge du capteur étant propre à être réglée en tenant compte du mode structure de l’antenne-capteur, ledit mode structure étant déterminé par caractérisation du champ électromagnétique rétrodiffusé associé, une telle caractérisation étant notamment, comme décrit plus en détail par la suite, obtenue au moyen d’un court-circuit chargeant l’antenne-capteur, le mode structure de l’antenne-capteur étant propre à être selon un cas extrême quasi-nul voire nul ce qui revient alors à ne « manipuler » que les composantes orthogonales du mode antenne de l’antenne-capteur et ses rapports d’amplitude et phase ;
Le prémélange gazeux est réalisé par un mélangeur alimenté par un conduit d'amenée d'air formant comburant et par un conduit d'amenée de gaz formant combustible. Un conduit d'amenée de prémélange gazeux raccorde fluidiquement le mélangeur au brûleur. Un ventilateur disposé à la jonction des conduits d’amenée d’air, de gaz et de prémélange permet de déplacer le prémélange vers le brûleur.
La chaudière à gaz comporte classiquement une vanne pneumatique agencée pour réguler le débit de gaz circulant dans le conduit d'amenée de gaz. Cette vanne pneumatique est équipée d'un obturateur logé à l'intérieur du conduit d'amenée de gaz et d'un servo-régulateur pneumatique convertissant une pression d'alimentation en un déplacement de l'obturateur.
Le servo-régulateur est alimenté avec une pression d'alimentation de telle sorte que le prémélange gazeux présente en permanence un excès d'air de l'ordre de 30%. Dans ces conditions, la quantité de gaz polluants, tels que des oxydes d'azote ou des oxydes de carbone, produits par la combustion du prémélange gazeux est minimisée.
Un tel excès d'air du prémélange gazeux pose un problème lors de l'allumage du prémélange gazeux. En effet, ce mélange air/gaz peut s’avérer difficile à enflammer dans ces conditions.
L'allumage du prémélange gazeux n'est pas réalisé de façon certaine et se traduit généralement par un phénomène de broutement ou pompage momentané générant un inconfort acoustique pour l'utilisateur et pouvant provoquer une mise en sécurité de la chaudière par absence de flamme à l'issue de la séquence d'allumage. De plus, le mauvais allumage du prémélange peut générer de fortes concentrations transitoires de polluants (NOx, CO, CO2, etc) pouvant être très dangereux.
Le phénomène de « broutement » se caractérise par une instabilité de combustion correspondant à une excitation d’un mode propre de la chaudière entrainant une séquence d’extinction et de rallumage de la flamme (entre 10 et 30Hz).
Le phénomène de « pompage » se caractérise comme suit. Lors de l’allumage, une variation rapide de pression dans le foyer de la chaudière intervient en raison de la variation de surface de flamme et donc d’énergie dégagée par cette flamme. L’onde de pression ainsi générée remonte dans le mélangeur ainsi que dans les conduites d’amenée de gaz et d’air. Cette onde de pression perturbe le fonctionnement normal des différents composants de la chaudière, notamment du ventilateur et de la vanne pneumatique disposée dans la conduite d’amenée de gaz. Le ratio entre la quantité d’air et la quantité de gaz, autrement dit la richesse ou l’excès d’air du mélange, est ainsi perturbé par cette onde de pression ce qui peut engendrer un phénomène d’extinction totale ou partielle de la flamme. Ce phénomène de pompage peut être ponctuel ou répétitif.
Ces phénomènes de « pompage » et de « broutement » sont incompatibles avec les exigences normatives et la qualité attendue de la chaudière.
Il existe donc un besoin pour une chaudière à combustible permettant d’améliorer la phase d’allumage de la flamme, notamment en réduisant les phénomènes de pompage et de broutement à l’allumage.
Pour cela, l’invention propose une chaudière à combustible comportant : - un circuit d’alimentation d’un mélange de comburant et de combustible, ledit circuit d’alimentation d’un mélange comprenant un dispositif d’entraînement du mélange au travers du circuit d’alimentation du mélange ; - un brûleur en communication de fluide avec le circuit d’alimentation d’un mélange, le brûleur comprenant un dispositif d’allumage configuré pour allumer le mélange de comburant et de combustible ; - une chambre de combustion recevant le brûleur, dans lequel le circuit d’alimentation d’un mélange comprend un dispositif de diminution de pression en amont du brûleur, ledit dispositif de diminution de pression étant sélectivement activable.
Le dispositif de diminution de pression permet de générer une diminution de pression en amont du brûleur. En d’autres termes, le dispositif de diminution de pression est configuré de telle sorte que son activation entraine une diminution de pression en comparaison avec une valeur de pression dans un état désactivé du dispositif de diminution de pression. Lorsque ce dispositif de diminution de pression est activé lors de l’allumage de la flamme, cette diminution de pression est de nature à amortir l’effet des ondes de pression générées par l’allumage de la flamme. Ainsi, l’allumage de la flamme est rendu plus stable ce qui permet au mélange de conserver son ratio. Dès lors, la pression en amont du brûleur est supérieure lorsque le dispositif de diminution de pression est désactivé en comparaison avec la pression en amont du brûleur lorsqu’il est activé. Le dispositif de diminution de pression permet ainsi de limiter voire de supprimer le phénomène de « pompage ».
Il a été également observé que le dispositif de diminution de pression permet de limiter voire de supprimer le phénomène de « broutement ». Il est très probable que cela soit dû à la modification du mode propre de la chaudière lorsque le dispositif de diminution de pression est activé, qui n’est ainsi plus excité lors de l’allumage.
Le dispositif de diminution de pression permet donc de limiter, voire supprimer, les phénomènes de « pompage » et de « broutement » à l’état activé, sans entrainer de baisse de pression à l’état désactivé du dispositif de diminution de pression. Ainsi, le fonctionnement de la chaudière n’est pas pénalisé lorsque le dispositif de diminution de pression est désactivé.
L’activation du dispositif de diminution de la pression est de préférence réalisée en amont de l’allumage de la flamme. Pour cela, l’activation est programmée pour intervenir pendant ou avant une phase de mise en route du ventilateur précédant l’allumage de la flamme. L’activation du dispositif de diminution de la pression en amont de l’allumage de la flamme permet également d’anticiper toute instabilité due par exemple à l’activation du dispositif de diminution de pression et de s’assurer de la bonne qualité du mélange pour l’allumage. De manière alternative, l’activation peut être réalisée simultanément à l’allumage de la flamme.
L’activation du dispositif de diminution de la pression est de préférence maintenue pendant un temps prédéterminé après l’allumage de la flamme afin de s’assurer que le processus d’allumage de la flamme est bien stable. De manière encore préférée, la puissance de la chaudière est diminuée après la phase d’allumage de la flamme. Ce temps prédéterminé est notamment déterminé de manière à désactiver le dispositif de diminution de la pression après l’allumage de la flamme au moment où la puissance de la chaudière est inférieure. L’intérêt principal de cette technique est de pouvoir descendre à un taux de charge très faible afin que la désactivation du dispositif soit plus douce et donc plus stable. Ce temps prédéterminé peut être de quelques secondes, par exemple inférieur à 10 secondes. De manière préférée, ce temps prédéterminé est supérieur à 10 secondes, par exemple entre 10 et 50 secondes.
La diminution de pression générée par le dispositif de diminution de pression peut être générée par un organe actif, par exemple un compresseur, ou bien par un organe passif, tel qu’un organe induisant une perte de charge.
Le circuit d’alimentation 30 comprend un dispositif d’entraînement du mélange au travers du circuit d’alimentation 30, ici le ventilateur 20. Le ventilateur 20 est disposé dans le circuit de mélange 36 dans l’exemple illustré. De manière générale, le ventilateur 20 peut être disposé indifféremment dans le circuit d’amenée de comburant 32 ou le circuit de mélange 36. Le ventilateur 20 permet d'une part d'aspirer de l'air et du combustible dans le conduit 14 et d'autre part d'entrainer le prémélange gazeux du mélangeur 16 vers le brûleur 6. Le ventilateur 20 permet également de générer une dépression suffisante au niveau du mélangeur 16 pour entraîner le combustible et générer le mélange gazeux.
Le mélangeur 16 peut être un mélangeur à effet venturi. Le mélangeur 16 peut comprendre un corps 22 équipé d'un orifice calibré 24. Une portion d'extrémité 21a du conduit 21 débouche dans le corps 22 en aval de l'orifice calibré 24. La portion d'extrémité 21a est équipée d'un orifice calibré 26.
La chaudière 1 peut également comporter une vanne pneumatique 28 agencée pour réguler le débit de gaz circulant dans la conduite d’amenée de gaz 21. La vanne 28 pneumatique est équipée d'un obturateur 31 logé à l'intérieur du conduit 21. L’obturateur 31 est déplaçable dans une pluralité de positions de manière à moduler la section de passage de la conduite d’amenée de gaz 21. La vanne pneumatique 28 comprend également un servo-régulateur 33 pneumatique adapté pour convertir une pression d'alimentation en un déplacement de l'obturateur 31.
L'obturateur 31 et le servo-régulateur 33 sont configurés de telle sorte que la pression d'alimentation du servo-régulateur 33 permet d’asservir la section de passage du combustible (conduit 21) de manière à assurer un fonctionnement à richesse constante.
Le circuit d’alimentation 30 comprend en outre un dispositif de diminution de pression 38 en amont du brûleur 6. Ainsi, le dispositif de diminution de pression 38 est configuré pour induire une diminution de pression dans le circuit d’alimentation 30, i.e. entre le brûleur 6 et des entrées des circuits d’amenée de comburant 32 et de combustible 34. En particulier, le dispositif de diminution de pression 38 est configuré pour induire une diminution de pression 38 apte à amortir l’effet des ondes de pression générées par l’allumage de la flamme. Ainsi, le dispositif de diminution de pression 38 est configuré pour induire en amont du brûleur 6 une diminution prédéterminée de pression. Cette diminution de pression est appliquée depuis le dispositif de diminution de pression 38 jusqu’au ventilateur 20.
Le dispositif de diminution de pression 38 est de préférence disposé dans le circuit d’amenée de comburant 32. De manière alternative, le dispositif de diminution de pression 38 peut être disposé dans le circuit d’amenée de combustible 34 ou le circuit de mélange 36.
Le dispositif de diminution de pression 38 est sélectivement activable. En d’autres termes, le dispositif de diminution de pression 38 présente un état activé dans lequel le dispositif de diminution de pression 38 induit une diminution prédéterminée de pression et un état désactivé dans lequel le dispositif de diminution de pression 38 n’induit pas une telle diminution prédéterminée de pression.
L’activation du dispositif de diminution de pression 38 est de préférence programmable de manière à pouvoir déterminer un moment auquel activer le dispositif de diminution de pression 38. Il est par exemple très avantageux de pouvoir activer le dispositif de diminution de pression avant ou pendant l’allumage de la flamme pour stabiliser cette phase d’allumage.
On peut voir sur la une représentation graphique d’un mode de réalisation d’une phase d’allumage de la flamme et de l’activation du dispositif de diminution de pression 38.
Le graphique de la comprend trois courbes évoluant en fonction du temps : une première courbe 100 de la puissance de la chaudière, une deuxième courbe 102 de la vitesse du ventilateur et une troisième courbe 104 du débit de combustible, ici du gaz. L’axe des ordonnées correspond à un pourcentage allant de 0 à 100% de la capacité maximale de la puissance de la chaudière, de la vitesse du ventilateur ou du débit de combustible, respectivement.
Dans le mode de réalisation représenté sur la , le processus de démarrage de la chaudière comprend cinq phases : une phase d’arrêt 110, une phase de pré-ventilation 120, une phase d’allumage 130 de la flamme, une phase de stabilisation 140 et une phase de modulation 150 ou de fonctionnement. La phase de stabilisation 140 est optionnelle.
Lors de la phase d’arrêt 110, les première 100, deuxième 102 et troisième 104 courbes sont à 0%. La chaudière est ainsi à l’arrêt ou en stand-by.
La vitesse du ventilateur est augmentée lors de la phase de pré-ventilation 120 jusqu’à une valeur prédéterminée de pré-ventilation. Le débit de combustible reste à 0%.
Lorsque la vitesse du ventilateur atteint la valeur prédéterminée de pré-ventilation, la phase d’allumage de la flamme peut être initiée. Pour cela, le dispositif d’allumage est activé et le débit de gaz est augmenté. Ainsi, l’apport d’énergie provenant de l’activation du dispositif d’allumage en présence du mélange gazeux génère une flamme. Lorsque la flamme apparaît, la puissance de la chaudière augmente. La phase d’allumage 130 se termine lorsque la flamme est détectée, par exemple par l’électrode d’ionisation 12. Cet apport d’énergie provenant du dispositif d’allumage est par exemple un arc électrique.
Une fois la flamme détectée, une phase de stabilisation 140 peut être réalisée dans laquelle la vitesse du ventilateur est diminuée pour réduire la puissance de la chaudière jusqu’à une valeur prédéterminée de stabilisation. Cette stabilisation permet de stabiliser la flamme avant la phase de modulation 150 de la chaudière ou la puissance de la chaudière est modulée en fonction des paramètres de consigne ou du besoin de chauffage de l’utilisateur. Cette phase de stabilisation 140 est optionnelle de sorte que la phase de modulation 150 peut être mise en œuvre dès la détection de la flamme.
Le dispositif de diminution de pression 38 est activé au moment du lancement de la phase d’allumage 130 ou avant. En particulier, le dispositif de diminution de pression 38 peut être activé pendant ou avant la phase de pré-ventilation 120. Ceci permet de garantir la bonne mise en position du dispositif de diminution de pression 38 avant l’allumage de la flamme. Le bénéfice du dispositif de diminution de pression est ainsi amélioré. Pour garantir davantage la bonne mise en position du dispositif de diminution de pression 38, ce dernier peut être activé également en amont de la phase de pré-ventilation 120.
Par exemple, ledit temps de vol peut déterminé par un calcul de la durée séparant l’émission d’un front montant dudit deuxième signal ultrason et la réception dudit premier front montant détecté à partir de l’écho de ce deuxième signal ultrason. Il est ainsi possible de déterminer la distance parcourue par un signal ultrason entre l’émetteur ultrason et un obstacle, comme un déchet, une paroi de la benne ou un élément de structure de la benne, puis entre l’obstacle, sur lequel ce signal est réfléchi, et le récepteur ultrason. En variante, ladite hauteur des déchets peut être estimée directement en déterminant l’abscisse dudit front montant.
Dans un mode de réalisation de l’invention, le système de mesure comporte un capteur de température ambiante dans la benne. Le cas échéant, la température ambiante dans la benne peut être mesurée par ce capteur et la fréquence d’acquisition du récepteur à ultrason est modifiée en fonction de cette température mesurée. On entend par fréquence d’acquisition la fréquence d’échantillonnage du récepteur ultrason. De préférence, ladite fréquence d’acquisition peut être modifiée en fonction de ladite température mesurée et d’un pas de mesure de prédéterminé.
En effet, la vitesse de propagation du son dans un milieu est fonction de la température ambiante dans ce milieu. Et les récepteurs ultrasons généralement employés sont des récepteurs numériques, muni d’un convertisseur analogique numérique échantillonnant les signaux reçus, à des fins de traitement numérique de ces signaux. La vitesse d’échantillonnage de ce convertisseur est ainsi directement liée au pas de mesure du système. Par ailleurs, ce pas de mesure est également dépendant de la distance parcourue par un signal ultrason entre deux instants d’acquisition, et donc de la vitesse de ce signal. Or, si la vitesse du son varie entre deux mesures successives, par exemple du fait d’une variation de la température ambiante, le pas de mesure pour ces deux mesures est donc distinct, ce qui va à l’encontre du besoin de fiabilité de la mesure souhaité. Ces caractéristiques permettent ainsi de converser un pas de mesure du système de mesure constant et indépendant des variations de température ambiante.
Par exemple, la température ambiante peut être mesurée au moins lors de l’émission du premier signal ultrason, et éventuellement lors de chaque émission du deuxième signal ultrason, et la fréquence d’acquisition du récepteur à ultrason est modifiée en fonction de cette température mesurée avant l’étape de réception de l’écho dudit premier signal ultrason, et le cas échéant, de chaque émission du deuxième signal ultrason en fonction de ladite température mesurée. On garantit ainsi que le pas de mesure pour l’acquisition de l’écho signature est identique au pas de mesure de l’écho de chaque deuxième signal ultrason.
Dans un mode de réalisation, le système de mesure comporte un accéléromètre. Le cas échéant, le procédé peut comporter une étape de détection d’une fin d’opération de vidage de la benne mis en œuvre au moyen des mesures réalisées par l’accéléromètre, l’étape d’ émission préalable d’un premier signal ultrason étant renouvelée à l’issue de chaque détection de la fin d’une opération de vidage. Grâce à cette caractéristique, on dispose ainsi d’un système de mesure autonome, capable de renouveler de façon automatique l’acquisition d’un écho signature.
Par exemple, l’étape de détection d’une fin d’opération de vidage de la benne pourra comporter une étape de détection d’une opération de vidage de la benne suivie d’une détection d’un retour à un état de repos de la benne.
Avantageusement, ledit accéléromètre est apte à mesurer des accélérations de la benne selon au moins un axe, et notamment selon trois axes, dont deux axes horizontaux et un axe vertical. Le cas échéant, le système de mesure peut être solidaire de la benne.
De préférence, l’étape de détection d’une fin d’opération de vidage comporte une étape de détermination d’un écart type mobile d’au moins une mesure axiale, notamment de chacune des mesures axiales, de l’accélération de la benne réalisée par l’accéléromètre, une opération de vidage étant détectée si une valeur de cet écart type mobile est supérieure à une valeur seuil donnée. En d’autres termes, on détermine en permanence un écart type mobile de la ou des composantes axiales des N dernières mesures réalisées par l’accéléromètre, pour en surveiller l’évolution. Il est ainsi possible d’observer le comportement vibratoire de la benne sur une période de temps glissante, lequel traduit un repos ou une opération de vidage de la benne.
Avantageusement, l’écart type mobile pourra être déterminée à partir de moyennes mobiles des mesures axiales de l’accélération de la benne réalisée par l’accéléromètre. Si on le souhaite, une valeur maximale pourra être fixée pour déterminer l’écart type employé pour déterminer cet écart type mobile. On peut ainsi éviter que des valeurs importantes des mesures réalisées par l’accéléromètre ne viennent perturber l’analyse.
Avantageusement, l’écart type mobile pour des mesures réalisés à un instant T par l’accéléromètre pourra être déterminé au moyen des équations suivantes :
, où M E ,A (T) est la valeur de la moyenne mobile d’une mesure axiale, selon un axe A, de l’accélération de la benne réalisée par l’accéléromètre pour un instant T, α A (T) est la valeur de cette mesure axiale, selon l’axe A, à l’instant T et τ 1 est la constante de lissage employée pour le calcul de cette moyenne mobile, et
, où σ E (T) est la valeur de l’écart type mobile des différentes mesures axiales de l’accélération de la benne réalisées par l’accéléromètre pour un instant T, M E ,A (T) est la valeur de la moyenne mobile d’une mesure axiale, selon un axe A, de l’accélération de la benne réalisée par l’accéléromètre pour un instant T, α A (T) est la valeur de cette mesure axiale, selon l’axe A, à l’instant T, σ max est la valeur maximale fixée pour le calcul de l’écart type, et τ 2 est la constante de lissage employée pour le calcul de cet écart type mobile.
De façon avantageuse, on pourra prévoir pour τ 1 une valeur supérieure ou égale à 70%, notamment supérieure ou égale à 80%, de sorte à supprimer les mesures d’accélération de basse fréquence. De même, on pourra prévoir pour τ 2 une valeur supérieure ou égale à 95%, notamment supérieure à égale à 99%, de sorte que la fenêtre glissante de calcul de l’écart type mobile soit d’au moins 40 secondes, voire d’au moins 45 secondes, cette période correspondant au temps nécessaire pour procéder à un vidage d’une benne.
Le cas échéant, une fin d’opération de vidage, et notamment un retour à un état de repos de la benne, pourra être détectée lorsque ledit écart type mobile repasse en dessous de ladite valeur seuil donnée et qu’au moins une mesure axiale, notamment chacune des mesures axiales, de l’accélération de la benne réalisée par l’accéléromètre reste en dessous d’une valeur seuil donnée pendant une durée supérieure à une durée seuil donnée.
Par exemple, un minuteur pourra être réinitialisé lorsque l’une des mesures axiales de l’accélération de la benne réalisée par l’accéléromètre dépasse une valeur seuil donnée, un retour à un état de repos étant détecté lorsque le minuteur dépasse une durée donnée, par exemple une durée supérieure ou égale à 3 minutes, voire supérieure ou égale à 5 minutes.
En variante, un retour à un état de repos de la benne pourra être détecté lorsqu’un autre écart type mobile d’au moins une mesure axiale, notamment de chacune des mesures axiales, de l’accélération de la benne réalisée par l’accéléromètre, déterminé pour une période de temps glissante plus courte que celle de l’écart type mobile employé pour la détection d’une opération de vidage, est inférieure une valeur seuil donnée.
- d’aspirer de l’air du bâtiment vers le réseau de ventilation, l’unité terminale étant alors par exemple une bouche d’aspiration, ou bien
- de traiter l’air, le cas échéant juste avant sa diffusion ou juste après son aspiration, l’unité de traitement étant alors par exemple une unité de filtration et de climatisation.
Sur les figures, le seul composant de l’unité terminale, qui est représenté, est le plénum 20 qui forme au moins en partie une enveloppe de l’unité terminale, enveloppe à l’intérieur de laquelle l’air circule aux fins de sa diffusion ou de son aspiration et/ou de son traitement. Le plénum 20 est typiquement métallique et forme tout ou partie d’un carter externe de l’unité terminale.