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Dispositif de commande et de surveillance pour brûleurs à huile.
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La présente invention a pour objet un dispositif de commande et de surveillance pour brûleurs à huile dans des installations de chauffage à huile. Avec l'essor des instal- lations à foyers pour huile, on a étudié une série de dispo- sitifs pour la commande et la surveillance des brûleurs à huile. L'emploi de tels dispositifs, appelés aussi "appareils' automatiques pour foyers à huile", doit précisément être considéré comme l'une des causes principales du grand dévelop- pement des installations de foyers à huile, car ces disposi- tifs simplifient considérablement la manoeuvre et le fonction- nement des installations.
Le fonctionnement des dispositifs mentionnés consiste dans la réception de signaux d'entrée déterminés et dans leur' traitement en des signaux de sortie ou de commande appropriés en vue de la mise en marche et du contrôle du fonctionnement
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du brûleur à huile. La nature de ces signaux, qui est déter- minée par le montage du brûleur à huile et les conditions de fonctionnement de l'installation, est décrite brièvement ci- après à l'aide du schéma de la fig. 1. Le dispositif de commande et de surveillance est désigné par X, les signaux d'entrée par les flèches de gauche et les signaux de sortie par les flèches de droite.
Un premier signal d'entrée t produit la mise en marche et l'arrêt du brûleur. Ce signal est, en général, fourni par un thermostat, mais souvent ausi par une minute- rie travaillant suivant un programme déterminé ou, d'une fa- çon arbitraire, par un interrupteur actionné à la main.
Un autre signal d'entrée p indique s'il y a ou non une flamme de brûleur. A cet effet, il est approprié d'uti- liser en principe tout convertisseur photoélectrique soumis à l'action de la flamme (contrôleur de flamme), en particu- lier une cellule à couche d'arrêt ou une cellule photocon- ductive.
Le troisième signal d'entrée, représenté par la Dèche g sert au rappel en position de fonctionnement après une perturbation. Il est destiné au rétablissement arbi- traire de la position de disponibilité lorsque le dispositif X a pris la position "perturbation" pour une raison quelcon- que. En règle générale, on se sert, à cet effet, d'une tou- che d'enfoncement qui peut, au besoin, être agencée pour l'actionnement à distance.
Le dispositif X fournit alors, suivant une relation déterminée par rapport aux signaux d'entrée mentionnés, les signaux de sortie appropriés, à savoir le signal z pour la production de la flamme du brûleur, le signal m pour la mise en marche du moteur du brûleur et, éventuellement, le signal f pour indiquer la présence d'une perturbation.
Il est nécessaire qu'il y ait, pour les raisons men- tionnées ci-dessous, une relation déterminée dans le temps
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entre les signaux de sortie z et m. Lors de la mise en marcha du brûleur, il faut tout d'abord mettre en action l'allumage seulement pendant un certain temps ("temps d'al- lumage primaire"). Pendant le temps dit de transition qui suit, l'allumage et le moteur sont simultanément en action, puis l'allumage est ooupé et le moteur seul reste en marche (fonctionnement normal).
Parmi les dispositifs de commande et de surveillance connus, certains peuvent naturellement travailler technique- ment d'une façon satisfaisante, mais ils sont tous cons- truits plus ou moins suivant des points de vue basée sur une fabrication en petites séries. Ils sont essentiellement constitués par une combinaison d'éléments de construction connus qui sont câblés entre eux d'une manière appropriée.
Un tel mode de construction n'est, toutefois, pas approprié à la fabrication en grandes séries et a surtout un effet défavorable sur le prix de fabrication.
L'invention vise principalement à créer des éléments de construction tout spécialement appropriés à cette utili- sation spécifique et pouvant être fabriqués et montés écono- miquement suivant des séries importantes. En outre, on a donné une grande importance au contrôle automatique aussi oomplet que possible du dispositif en ce qui concerne la ca- paoité de fonctionnement des diverses pièces de celui-ci, afin d'obtenir un fonctionnement sûr de l'installation à foyer à huile.
L'invention a pour objet un dispositif de commande et de surveillance pour brûleurs à huile, qui comporta des éléments de commutation pour la commande du moteur du brû- leur, des éléments de commutation devant être actionnés en cas de perturbation, des éléments de commutation dépendant d'un contrôleur de flamme et des éléments pour la mesure du temps d'allumage primaire et du temps de transition.
Le dispositif de l'invention est caractérisé par un appareil de/ commutation
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comportant un organe d'aotionnement pour deux interrupteurs constituant l'élément de commutation pour la commande du moteur du brûleur et l'élément de commutation devant être actionne en cas de perturbation, puis l'organe d'actionnemen reçoit un mouvement de commande, pouvant être transformé en mouvement de rappel et partant d'une position zéro, lors de la mise en marche du brûleur à huile, la différence de com-
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"f . "', ' mutation du second interrupteur étant supérieure à celle du premier et la dépassant dans les deux sens du mouvement, tandis que la position zéro mentionnée se trouve entre les points d'ouverture du premier et du second interrupteurs.
Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, aux des- sins annexés.
La figure 2 illustre la disposition dans l'espace des pièces mécaniques principales.
La figure 3 est une coupe suivant la ligne Y-Y de la figure 2.
La figure 4 est un schéma électrique de l'ensemble du dispositif de commande et de surveillance.
Aux figures 2,3 et 4, les mêmes éléments sont dési- gnés par les mêmes références. Les pièces mécaniques des figures 2 et 3 sont montées sur une plaque de base commune 1, de préférence en commun avec l'amplificateur (non repré- senté à la figure 2) du contr8leur de flamme. Un bimétal C, qui est relié par la cornière de montage 2 à la plaque de base 1, sert d'élément de mesure du temps d'allumage primai- re et du temps de transition lors de la mise en marche du brûleur. Parmi les deux lames identiques parallèles 3 et 5 du bimétal, qui sont ri votées l'une à l'autre par l'intermé- diaire de la pièce d'écartement 4, la première lame 3 sert à la compensation des fléchissements de la lame 5 dus aux fluctuations de la température ambiante.
La seconde lame 5 1 porte un enroulement de chauffage électrique 6 et s'infléchi
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dans le sens de la flèche lors du chauffage.
Des deux cotés du bimétal C, deux interrupteurs A et
B, constitués sous la forme de contacts instantanés, sont disposés sur la plaque de base 1. Ils sont constitués chacun par une pièce de support fixe 9, 15 présentant deux branches, un organe de commutation 12, 18, des contacts coopérants fixes 10, 11 ou 16, 17 et un ressort de traction 13 ou 19.
L'une des extrémités des ressorts de traction est attachée à l'organe de commutation 12,18 et les ressorts sont fixés à l'autre extrémité à une pièce coulissante 8 qui prend ap- pui contre les pièces de support 9 et 15 sous la traction de ces ressorts et par l'intermédiaire des leviers pivotants
14 et 20 maintenus à la manière d'une suspension à couteaux.
Le type du support des pièces 8,15, 18 et 20 de l'interrup- teur B ressort de la figure 3 dans laquelle la branche supé- rieure de la pièce 15 est découpée à l'endroit de support de l'organe de commutation 18, tandis que la branche infé- rieure est découpée à l'endroit de support du levier 20; une partie de l'organe de commutation 18 est arrachée. Une pièce de transmission 7 fixée sur la lame du bimétal 5 pou- vant être chauffée est en prise aveo la pièce coulissante 8 et confère à cette dernière un mouvement de commande dans le sens da la longuaur de la pièce coulissante lors de l'in- flexion du bimétal. Ce mouvement de la pièce coulissante se transmet aux leviers 14 et 20 ainsi qu'aux extrémités des ressorts 13 et 19 fixées sur elle.
Dès que la ligne d'action également coulissante d'un ressort 13 ou 19 dépasse le point de support de l'organe de commutation en question 12 ou 18 lorsque la déviation de la pièce 8 progresse dans le sens de la flèche, cet organe 12 ou 18 bascule d'une manière brusque et amène ensuite l'interrupteur en question dans la position de travail.
Il importe que la différence de commutation de l'in- terrupteur B soit supérieure à celle de l'interrupteur A et
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dépasse cette dernière dans les deux sens du mouvement de la pièce coulissante 8. Les points caractéristiques sont indiqués à la figure 1 par les positions de chaque cas des leviers 14 et 20 entraînes en parallèle l'un à l'autre lors de la déviation de la pièce coulissante 8. La position en trait plein désignée par 0 correspond à la position zéro pour laquelle les deux lames 3 et 5 du bimétal sont à la même température. Lors de la déviation progressive de la pièce coulissante 8 dans le sens de la flèche sous l'action du chauffage du bimétal 5, l'interrupteur A bascule dans la position de travail pour la position I et, dans la suite de la déviation, l'interrupteur B bascule également dans la position III.
II désigne la position dans laquelle l'inter- rupteur A est revenu à l'état de repos lors du mouvement de retour de la pièce coulissante 8. La position correspondante de l'interrupteur B est la position IV.
L'angle entre les positions I et II correspond par suite à la différence de commutation de l'interrupteur A, tandis que l'angle entre les positions III et IV correspond à la différence de commutation de l'interrupteur B. La posi- tion IV pour le rappel de l'interrupteur B ne peut toutefois pas être atteinte par l'action du bimétal C après que l'in- terrupteur B est venu dans la position de travail étant don- né que 'la position 0 constitué la position..zéro du bimétal.
On prévoit à cet effet un dispositif de rappel G pouvant être manoeuvré de l'extérieur. Une touche de rappel 27 est montée coulissante dans un socle 26 et peut être en- foncée de l'extérieur contre l'action du ressort-lame 28.
La surface d'extrémité biseautée de la touche 27 fait alors coulisser le levier 20 se trouvant dans la position zéro et par suite la pièce 8 vers la gauche avec fléchissement du bimétal, jusqu'à ce que la position IV soit atteinte et que l'interrupteur B revienne par basculement à la position de repos.
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Le relais D du contrôleur de flamme, portant l'en- roulement 21 et la culasse 22, est monté sur la plaque de base 1 à c8té du dispositif de commutation décrit. L'arma- ture basculante H comportant les deux pièces de tale 23 et 24 est attirée contre la force de traction du ressort de rappel 25 en présence d'une flamme. Elle ouvre alors, d'une part, le contact de repos d du relais D, tandis que l'ex- trémité de gauche de la pièce 23 est, d'autre part, coudée de façon à coopérer avec le levier 14 se trouvant dans la position I lorsque l'armature H est attirée. Ce levier 14 et l'ensemble du.dispositif de commutation sont alors ver- rouillés dans la position I sans qu'il y ait lieu de continuer le chauffage de la lame 5 du bimétal.
Le schéma électrique de la figure 4 montre les pièces décrites sous une forme symbolique, ainsi que leur liaison avec les autres constituants du dispositif de commande et de surveillance. L'ensemble du schéma est alimenté à partir du réseau de courant -alternatif par les conducteurs 30 et 31.
Le contrôleur de flamme comprend, dans le cas présent, une cellule photoconductive P qui est soumise à l'action de la lumière provenant de la flamme du brûleur. En présence de lumière, sa résistance varie (signal p de la figure 1) et ce signal est amplifié par l'amplificateur V dont la sortie alimente le relais D. En présence d'une flamme, le relais D est par suite excité et son contact d est ouvert. L'ali- mentation de l'amplificateur se fait par le transformateur U.
L'amplificateur est de construction connue et est de préfé- rence équipé de transistors, de sorte qu'il est instantané- ment prêt à fonctionner dès la mise en action de l'alimenta- tion. Pour allumer la flamme du brûleur, on emploie le trans- formateur Z et pour l'amenée du mélange air-huile on utilise le moteur M. Deux lampes à décharge E (lampe indiquant l'état de disponibilité) et ? (lampe indiquant une perturbation) sont destinées à indiquer l'état de commutation du dispositif,
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Une autre lampe F' indiquant une perturbation peut être mon- tée en parallèle à la lampe ? et être placée en un endroit éloigné du dispositif. Les résistances de limitation R sont montées en série auxdites lampes à décharge.
Pour émettre un ordre en vue de la mise en et hors d'action du brûleur (signal t de la figure 1), on prévoit ici un thermostat T ; mais la commande peut naturellement aussi se faire à partir d'une minuterie ou par un interrupteur aotionné à la main.
Le dispositif de commande et de surveillance de l'invention fonctionne de la façon suivante
Le dispositif est en position de disponibilité lors- que les interrupteurs A et B viennent dans la position de repos représentée aux figures 2 et 4 et que les leviers 14 et 20 se trouvent donc dans la position zéro. Dans ce cas, la lampe E s'allume et il y a pour cette dernière un oir- cuit .partant du conducteur 30 passant par le côté de repos de l'interrupteur A et par le moteur M et venant au conduc- teur 31. (Le courant de la lampe est naturellement bien trop faible pour le démarrage du moteur). La mise en marche du à huile brûleur/commence lorsque le thermostat T ferme son contact.
De ce fait, l'alimentation de l'amplificateur V, par l'in- termédiaire du transformateur U, est mise en aotion à l'aide du côté de repos de l'interrupteur B et du contact mentionné du thermostat. En même temps, le transformateur d'allumage Z et l'enroulement de ohauffage 6 du bimétal 0 sont mis sous tension par l'intermédiaire du contact de repos d du relais
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D, et l'allumage entre en dans le cas normal ...." " ..- c;,""''''''I:)'''' =,r, jr g...., ti= w.........,u ....'" "''''r..I .........uJ.
(signal z de la figure 1). Toutefois, si de la lumière dif- fuse devait tomber sur la cellule photoconduotive P et de- vait empêcher ultérieurement l'indication de l'extinction de la flamme, le relais D est attiré, son contact d est ouvert ' et l'allumage est supprimé.
Le temps d'allumage primaire commence avec la mise en action de l'allumage et avec le chauffage du bimétal,
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tandis que la lame 5 s'infléchit dans le sens de la flèche en entratnant la pièce coulissante 8 et les leviers 14 et 20. Dans le cas d'une rupture dans le circuit de chauffage, notamment d'un défaut de l'enroulement de chauffage 6, ce fléchissement n'a pas lieu, c'est-à-dire que le brûleur n'est pas mis en marche. Le temps d'allumage primaire sert principalement au contrôle automatique du dispositif; il assure, d'autre part, l'établissement complet de l'étincelle d'allumage avant le début de l'amenée du combustible.
Après un chauffage durant vingt secondes environ, on atteint la.position I dans laquelle l'interrupteur A se trouve dans la position de travail. Ceoi constitue la fin du temps d'allumage primaire et le début du temps de transition. Le moteur M du brûleur reçoit à présent du cou- rant par le conducteur 30 depuis le coté de repos de l'in- terrupteur B et le coté de travail de l'interrupteur A (signal n de la figure 1). L'amenée d'huile et d'air commen- ce par suite, alors que l'allumage et le chauffage du bimé- tal durent encore. Il se forme de ce fait une flamme; la cellule photoconductive P reçoit de la lumière, le relais D se trouvant à la sortie de l'amplificateur est excité et son contact d est ouvert, ce qui arrête l'allumage et le chauffage du bimétal.
Si la flamme devait de nouveau s'éteint dre, il y aurait immédiatement un nouvel allumage.
Au moment du fonctionnement du relais D du contrôleur de flamme, le contact de repoa d de ce relais s'ouvre comme déjà mentionné, ce qui arrête l'allumage et le ohauffage du bimétal. En outre, l'armature attirée H vient se placer derrière le levier 14 se trouvant dans la position I et elle vient verrouiller ce levier, de sorte que l'ensemble du dispositif de commutation reste dans cette position bien que la lame 5 du bimétal se refroidisse et ait tendanoe à revenir à la position de repos. L'état qui vient d'être dé- crit correspond à l'état de fonctionnement normal du brû- leur.
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Toutefois, s'il ne devait plus se former de flamme pour une raison quelconque et si le relais D ne devqit en conséquence pas fonctionner, la lame 5 du bimétal continue à s'infléchir sous l'action du chauffage jusqu'à ce qu'après un temps de transition de vingt secondes environ on atteigne la position III dans laquelle l'interrupteur B revient par basculement dans la position de travail. Cette position de perturbation III est également atteinte, bien qu'après un ternis plus long, lorsque la flamme ne brûle que d'une façon intermittente, donc par exemple pendant une seconde à chaque fois dans un laps de temps de vingt secondes.
Il serait possible d'employer des dispositifs de surveillance revenant à la position initiale à chaque incidence de lumière, mais dans lesquels la position de perturbation ne serait jamais atteinte malgré un fonctionnement défectueux.
Dans la position de travail ou de perturbation de' l'interrupteur B, les circuits du moteur du brûleur, le chauffage du bimétal, l'allumage et l'alimentation de l'am- plificateur sont arrêtés et le fonctionnement du brûleur est donc empêché. Par contre, la lampe de perturbation F et éventuellement aussi la lampe de perturbation F' sont à pré- sent mises sous courant depuis le côté de travail de l'in- terrupteur B, ce qui permet de rendre la perturbation per- ceptible de l'extérieur (signal f de la figure 1). Lorsque le refroidissement de la lame 5 du bimétal augmente, la pièce coulissante 8 revient à présent à la position 0 et l'interrupteur A reprend la position de repos lorsque la position II est dépassée.
Toutefois, l'interrupteur B reste dans la position de perturbation, étant donné que le bimétal ramène la pièce 8 seulement à la position 0, mais non pas à la position IV. Cette dernière position et, par suite, le rappel proprement dit du dispositif de surveillance ne peu- vent être assurés de l'extérieur que par un enfoncement volontaire de la touche de rappel G (signal de la fig. 1),
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l'interrupteur B basculant dans ce cas dans la position de repos et la lampe de perturbation P ou F' s'éteignant. Il y a encore lieu ds mentionner qu'un enfoncement intempestif de la touche G dont la position de fonctionnement normal reste sans action étant donné que la touche passe devant le levier
20 se trouvant dans la position I.
Dans la position de fonctionnement normal, le levier
14 est uniquement verrouillé dans la position I par l'ar- mature attirée H pendant que le bimétal n'est pas chauffé.
Si le contrôleur de flamme signale, en pareil cas, l'extino- tion de la flamme, l'armature qui tombe du relais D libère le levier 14 et le bimétal revient élastiquement à la posi- tion 0 en entraînant la pièce coulissante 8 et en ramenant l'interrupteur A à la position initiale. Un nouvel essai d'allumage complet a alors lieu automatiquement. Si un ré- glage de la production de chaleur est demandé par le thermo- stat T, le contact de ce dernier coupe l'alimentation de l'amplificateur V et le relais D tombe, ce qui fait que le brûleur est mis hors d'action. Toutefois, une nouvelle mise en marche n'a lieu que lorsque le contact du thermostat se referme.
Diverses modifications peuvent d'ailleurs être ap- portées à la forme de.réalisation, représentée et décrite en détail, sans sortir du cadre de l'invention.
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