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"Appareil pour l'allumage et le contrôle de la combustion de combustibles liquides ou gazeux".
La présente invention concerne un appareil pour l'allumage et le contrôle de la combustion de combustibles li- quides ou gazeux, comprenant un circuit électrique qui contient un dispositif d'allumage et une vanne à commande électrique pour l'amenée du combustible.
Avec l'usage de plus en plus répandu de combus- tibles liquides et/** gazeux, par exemple sous forme d'huile lourde atomisée ou de gaz pour les installations de chauffage central dans les deseures privées et autres appartements, le
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besoin s'est fait sentir pour des appareils d'allumage et de contrôle de la combustion.
Il est d'importance primordiale de s'assurer qu'il ne se produit pas d'interruptions dans la com- bustion d'une manière qui soit susceptible de provoquer un écoulement de quantités considérables de combustibles non brû- lés, vu que cela impliquerait un danger d'explosion ou d'em- poisonnement par la toxicité du gaz. la présente invention sera déorite dans ce qui suit, en se basant sur des brûleurs à gaz, mais il est bien entendu qu'elle peut tout aussi bien être utilisée aveo des brûleurs à mazout ou aveo d'autres brûleurs servant à la com- bustion de combustibles liquides ou pulvérisés queloonques.
En ce qui concerne les brûleurs à gaz pour le chauffage d'appartements, tels que les radiateurs à gaz, on a découvert que le rendement, o'est-à-dire la meilleure utilisa- tion du pouvoir calorifique du combustible, augmente si les brûleurs fonctionnent de façon intermittente avec flamme de hauteur maximum, plutôt que d'une manière oontinue aveo une flamme de hauteur variable.
Lorsqu'on veut mettre cette précieuse découverte en pratique, les exigences auxquelles doivent satisfaire les appareils qui se ohargent de l'allumage et du contrôle de la combustion doivent encore être plus sévèrea puisque même des allumages et extinotions fréquents ne peuvent être en mesure de provoquer des erreurs de fonctionnement qui pourraient avoir des conséquences désastreuses.
On a proposé de faire usage de brûleurs dits "veilleuses" pour éviter que les brûleurs principaux ne lais- sent passer des gaz non brûlés. Toutefois, même une très cour- te interruption de l'amenée de gaz provoquera nécessairement l'extinction de ladite veilleuse, après quoi celle-ci devient sans effet.
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On a proposé d'autre part de disposer des dis- positifs photoélectriques à proximité de la flamme et de les connecter dans un circuit électrique qui provoquerait l'inter- ruption de l'amenée de gaz en cas d'extinction de ladite flam- me. Cette solution a toutefois l'inconvénient d'arrêter net la oombustion même au cas où. il n'y aurait eu qu'une oourte in- terruption de l'amenée de gaz, ce qui peut être fort désagré- able si le brûleur n'est pas fréquemment surveillé.
Le but de la présente invention est de donner nais -sance à un appareil du genre dont il a été fait mention ci-des- sus, dans lequel les interrruptions transtoires dans l'amenée de gaz ou les absences de flamme ne provoquent pas un arrêt to- tal de la combustion,et dans lequel les défauts même prolongés du genre en question n'exigent pas d'autres interventions que celles qui peuvent être normalement effectuées par l'usager lui-même.
Conformément à la présente invention, ce but est atteint par le fait que le circuit électrique est adapté pour fournir une tension d'allumage au dispositif d'allumage en cas d'absenoe d'une flamme,le circuit électrique comprenant au moins un dispositif de protection contre les surcharges adapté et con- neoté de telle manière qu'il sera mis en oeuvre et provoquera ainsi une interruption de l'alimentation en combustible en cas d'absence prolongée de la flamme.
Le dispositif de protection contre surcharge peut par exemple n'être soit qu'un fusible normal ordinaire, boit qu'un disjoncteur à maxima à commande positive,, -Dans l'un cas comme dans l'autre, le circuit d'allumage tàohera de ral- lumer la flamme en cas d'absence de celle-ci, jusqu'au moment où le dispositif de proteotion contre surcharge susdit entre en action, après quoi l'usager peut facilement oonstater de l'extérieur qu'il s'est produit un défaut de fonctionnement re-
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lativement sérieux. Il peut alors remettre l'appareil en mar- che, soit en remplaçant le fusible qui a sauté, soit en réen- clenchant le disjoncteur à maxima.
Si le défaut persiste toujours, l'usager s'en aperoevra tout de suite, puisque le
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dispositif de protection contre surcharge entrera de nouveau àµptù' mv est ¯4 en action, et ce ny que dans des cas de ce genre, où il s'agit d'un défaut relativement grave, qu'il y a lieu de faire appel à une aide technique-
Dans un mode d'exécution particulièrement avan- tageux de l'appareil conforme à la présente invention, le circuit d'allumage comprend une source de haute-tension qui dé- charge des étincelles entre des électrodes disposées à proxi- mité de la zone de combustion.
L'appareil conforme à la présente invention peut , en outre être caractérisé, par le fait que le dispositif de protection contre les surcharges est adapté et connecté de telle manière qu'à part cela il sera mis en oeuvre et provo- quera ainsi une interruption de l'alimentation en combustible ainsi que de l'allumage, au cas où. il devrait se produire un défaut de fonctionnement dans le circuit électrique.
Dans ce qui suit, il sera donné une description d'un mode d'exécution de l'appareil conforme à la présente in- vention, en se référant au dessin annexé dont la figure unique représente le schéma de câblage d'un appareil qui convient tout particulièrement aux radiateurs à gaz.
Quoique l'appareil va être déorit en se référant à son emploi sur un radiateur à gaz, l'invention qui le concer- ne n'est nullement limitée à cette application et peut, tout en restant dans le cadre de la présente invention, être utilisée sur d'autres brûleurs à combustibles gazeux ou liquides, tels par exemple que ceux faisant usage de combustibles liquides atomisés.
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En grande lignes, l'appareillage auquel se ré- fère la figure, comprend un dispositif pour faire oommuniquer une amenée de combustible aveo la zone de combustion, un die- positif pour fournir une décharge électrique en vue de pro- voquer l'allumage du combustible dans ladite zone, et un dis- positif pour interrompre ladite décharge quand l'allumage s'est effectué.
En outre, l'appareillage comprend un dispositif pour fermer l'amenée de combustible au cas où ledit combusti- ble ne s'allume pas ou encore au cas où la combustion devrait s'arrêter intempestivement.
Pour préeiser davantage, l'arrangement prévoit une vanne électromagnétique 40 adaptée pour douvrir lorsque se ferme un circuit d'excitation qui comprend en outre un dis- positif pour produire une haute-tension, capable à son tour de provoquer la décharge d'allumage. A part cela, un témoin de flamme fonctionne conjointement avec le circuit de contrôle de la décharge pour interrompre cette dernière lorsque la flamme brûle.
Pour préciser encore davantage en se référant au dessin, 10 est un thermostat muni d'un disjoncteur 12 qui se ferme automatiquement lorsque la température du milieu en- vironnant décroît en dessous d'une valeur prédéterminée. Lors- que le disjoncteur 12 est enclenché, une tension provenant d'une source de puissanoe électrique est appliquée aux deux conducteurs 14 et 16 qui, à leur tour, sont connectés à trois circuits parallèles.
Ainsi donc, le conducteur 14 mène à un diaposi- tif à maxima 17, puis à une "soupape électrique", o'est-à- dire à un semi-conducteur diode 36 connecté dans le circuit menant à l'enroulement 40a d'une vanne électromagnétique, en- roulement dont l'autre extrémité est connectée au conducteur
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16. Une résistance 38 (VDR) à résistivité variable avec la ten- sion est branchée en parallèle sur ladite soupape 36 afin de protéger cette dernière contre des pointes de tension qui pourraient la détruire.
Un autre des trois circuits branchés en paral- lèle, connecté entre les deux amenées de oourant 14 et 16 via l'interrupteur à maxima 17, comprend l'enroulement primaire 34a d'un transformateur 34 qui ne remplit d'autre fonction que de séparer électriquement la source de oourant d'un circuit auxiliaire qui sera décrit- ci-dessous, ledit transformateur pouvant être de rapport 1 t 1. Une extrémité de son enroule- ment seoondaire 34b est mise à la terre ( à noter que dans ce cas ainsi que dans la description suivante, le terme "terre" signifie un potentiel de référence, par exemple celui du châs- sis sur lequel sont montés les appareils d'allumage et de oon- trôle),
tandis que l'autre extrémité est connectée par la bo- bine d'un relais 18 à une électrode 28a d'un tube à cathode froide 28 dont l'électrode opposée 28b est aussi mise à la terre. Une électrode d'allumage 28c du tube 28 est connectée à travers une résistance adéquate 26, de l'ordre de 10 Megohms par exemple, à une'électrode d'ionisation" 46 disposée dans unzone de combustion 60 du radiateur à gaz. L'électrode 28a est conneotée à l'électrode 28o par un circuit parallèle com- prenant une haute résistance 22 et un condensateur 24. Ladite résistance 22 peut, comme le montre la figure , être composée de deux résistances connectées en parallèle et ayant chacune une valeur de 200 Megohms.
Le condensateur 24 peut avoir une capacité de 50 pF. Un condensateur 20 est connecté en paral- lèle sur l'enroulement du relais 18.
Le troisième circuit branché en parallèle sur la source de oourant comprend une connexion série d'un contact de relais 18a, qui s'ouvre lorsque l'enroulement du relais 18
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est excite, d'une résistance 30 comprenant par exemple deux ré- sisitances de 500 Ohms chacune connectées en parallèle, et de l'enroulement primaire 2a d'un transformateur haute-tension 32. L'enroulement secondaire 32b dudit transformateur 32, qui produit une tension de plusieurs milliers de volts, est connec- té à la terre à l'une de ses extrémités tandis que l'autre extr -mité est connectée par un câble 48 à une électrode d'allumage 50 disposée dans la zone de combustion 60 en face de l'élec- trode 52 qui est mise à la terre.
L'entrée de la vanne électromagnétique 40 est connectée par une conduite 54 à une source de combustible, par exemple par un tuyau à gaz, tandis que la sortie de ladite vanne 40 est connectée à une ouverture d'éjection 58 disposée dans la zone de combustion 60.
L'appareil qui vient d'être décrit ci-dessus est basé sur l'expérience suivant laquelle un certain type de braleurs à combustible gazeux, tels que ceux de radiateurs à gaz, comportant un système dit: de tirage équilibré, ont un meilleur coefficient d'utilisation du pouvoir calorifique du combustible lorsqu'ils brûlent de façon intermittente avec hauteur de flamme maximum que lorsqu'ils sont alimentés.: de manière à brûler de façon oontinue à hauteur variable de la flamme.
Normalement, le dispositif fonctionne de la ma- nière suivante: à une température prédéterminée du milieu am- biant, le disjoncteur commandé par thermostat 12 se ferme auto- matiquement, appliquant ainsi une tension, provenant par exem- ple d'un réseau à 220 Volts, aux trois circuits branches en
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parallèle décrits ci-dessus. De ce fait, l'enroulement 40a # .- continu uvv t de la vanne électromagnétique est excité par un courant/pulsé, -- Pl oe qui fait que la vanne 40 s'ouvre et que le gaz est amené à la zone de combustion 60 par les tuyaux 54 et 56 et le bec
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58.
Simultanément, un courant alternatif excite l'enroulement primaire 32a du transformateur 32, produisant ainsi au secon- daire une haute tension qui, ',' son tour, donne lieu à une déchar- ge électrique entre les électrodes 50 et 52. Cette décharge pro- voque l'allumage du gaz qui n'échappe du bec 58,produisant ain- si une flamme destinée à être utilisée pour un chauffage. La- dite flamme ionise l'air ou le gaz dans la zone de combustion
60 de telle manière que le circuit de déoharge entre électrodes en est pratiquement oourt-oirouité, phénomène qui est utilisé comme décrit ci-dessous.
Lorsque le disjoncteur à thermostat 12 est fermé, -la tension du réseau est aussi appliquée à l'enroulement seoon- daire 34a du transformateur 34. Aussi longtemps que le tube à cathode froide 28 reste dans son état non conducteur initial, aucun courant ne circule dans le circuit secondaire dudit transformateur 34.
Toutefois, lorsque la combustion commence dans la zone de combustion 60, l'air de ladite zone s'ionise, comme mentionné précédemment, donnant ainsi naissanoe à un passage conducteur entre l'électrode de flamme 46 et la terre, de telle manière'que le potentiel de l'électrode d'allumage 28o décroît d'une valeur qui était identique au potentiel de l'électrode 28a, à une valeur qui est pratiquement identique à celle de l'électrode 28b, provoquant ainsi l'amorçage du tube 28, o'est-à-dire amenaxtes dernier dans son état conduc- teur.
Cela fait en outre circuler un courant dans l'enroulement secondaire 34b, l'enroule du relais 18 et le tube 28, de sorte que l'enroulement dudit relaie est exoité et provoque l'ouverture du contact 18a.De par ce fait, le circuit d'allu- mage est interrompu et la décharge électrique entre les électro- des 50 et 52 prend fin. Cet état de choses, o'est-à-dire l'état normal d'allumage du dispositif, est maintenu jusqu'à ce que le disjoncteur à thermostat 12 s'ouvre à une température prédé-
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terminée du milieu ambiant.
Si, toutefoie, il se produit un défaut de fonctionnement de l'appareil, l'usager est protégé contre les dangers pouvant résulter du fait que des gaz non brûlés s'échappent dans la pièce, et ce de la manière suivante
Si, pour une raison quelconque, la combustion s'arrête dans la zone de combustion, l'air dans ladite zone ne restera pas ionisé bien longtemps, après quoi le tube 28 passera à son état non conducteur, l'enroulement du relaie 18 cessera d'être excité, le contact 18a se refermera, et la décharge d'allumage sera remise en oeuvre. Si, âpres un certain temps, la flamme ne s'est pas rallumée dans la zone de combus- tion 60, le dispositif à maxima 17 entrera en aotion et coupe- ra le courant d'alimentation, ce qui aura pour effet que la vanne électromagnétique 40 se fermera et coupera ainsi l'amenée de gaz.
Le temps qui s'éooule avant que l'interrupteur à ma- xima 17 agisse peut être réglé en choisissant judicieusement les éléments du circuit, et peut par exemple se situer dans lbrdre de quelques secondes. Afin de remettre l'appareil en état de fonctionnement, il faut réenclenoher à la main le dis- positif à maxima 17 en vue de rétablir le courant. Cela ne peut, évidemment, se faire que quelques secondes après que l'appa- reil ait déclenché, vu qu'il doit avoir le temps de se refroi- dir.
Si, pour une raison quelconque, la déoharge d'allumage se poursuit après que la combustion ait été établie, la conclusion logique à tirer de ce fait est qu'il y a un dé- faut queloonque dans le circuit. Une telle décharge continue provoquera toutefois l'interruption du courant d'allumage en déclenchant le dispositif à maxima 17 puisque le oourant pri- maire dans le transformateur 32 sera fort élevé du fait que l'enroulement secondaire 32b est pratiquement court-oirouité, comme cela a été expliqué ci-dessus.
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D'autres mesures de sécurité ont aussi été pré- vites, savoir: comme il ressort du dessin, le dispositif à maxi- ma 11 protège en outre tout l'appareillage électrique au cas où il devrait se produire un court-circuit dans l'un ou l'au- tre des trois circuits parallèles. D'autre.- part, le mode d'exé- oution représenté au dessin comprend des résistances 22 et 30 constituées chacune de 2 résistances en parallèle, là où la défaillance d'une simple résistance pourrait faire naître le danger d'un échappement de gaz non brûlés.
La résistance 22 provoque un désamorçage rapide du tube 28 lorsque l'air dans la zone de combustion 60 cesse d'être ionisé, le condensateur
24 empêche un amorçage intempestif du tube 28 pouvant résulter de pointes de tension éventuelles dans le circuit, et la résis-' tanoe 26 empêche toute surcharge de l'électrode d'allumage
28c. Enfin, le condensateur 20 aplanit dans l'enroulement du relais 18 les pulsations de courant provenant du oourant alter-' natif rectifié circulant dans le tube 28.
On se rendra compte de ce que l'appareillage déorit oi-dessus peut être sujet à diverses modifications tout en restant dans le oadre de la présente invention. Ainsi par exemple, le tube à cathode froide 28 pourrait être remplacé par' un tube thermionique ou un dispositif semi-conducteur à oondi- . tion que le circuit sait en même temps modifié légèrement en conséquence.
La diode 36 peut étre omise, à condition que la vanne électromagnétique 30 soit prévue pour courant alternatif,
De même, dans un développement ultérieur de la présente inven- , tion, l'enroulement de l'électro-aimant 40a peut faire office d'enroulement primaire en remplacement de l'enroulement pri- maire 34a, à condition qu'il y soit superposé un enroulement secondaire connecté dans le circuit de la même manière que l'enroulement secondaire 34b dans le mode d'exécution tel qu'il'
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est déorit et illustré.
Dans ce cas, l'ensemble de l'appareil- lage ne comprend plus que deux branches montées en parallèle, c'est-à-dire la branche comprenant le circuit pour aotionner la vanne d'alimentation en combustible et pour assurer l'ame- née de courant au dispositif d'allumage, l'autre branohe étant' le circuit connecté aux électrodes d'ionisation.
On comprendra aisément d'autre part que l'appareil oonforme à la présente invention soit facilement applioable à des brûleurs utilisant des combustibles autres que du gaz, tels que des brûleurs alimentés par l'huile lourde atomisée par exemple, et que, au lieu d'un seul dispositif de proteotion oon- tre surcharges, l'appareil puisse en comprendre plusieurs, par exemple un dans chacun des circuits montés en parallèle.
REVENDICATIONS. l-Unappareil pour assurer l'allumage et le oon- trôle de la oombustion de combustibles liquides ou gazeux, com- prenant un circuit électrique qui comporte un dispositif d'al- lumage et une vanne à oommande électrique pour l'alimentation en combustible, caractérisé par le fait que ledit circuit électrique est adapté pour fournir une tension d'allumage au dispositif d'allumage en cas d'absence d'une flamme, ledit cir- cuit électrique comprenant au moins un dispositif de proteo- tion oontre surcharges adapté et connecté de telle manière qu'il sera mis en oeuvre et provoquera ainsi une interruption de l'alimentation en combustible et de l'allumage en cas d'absence prolongée d'une flamme chauffante.