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BREVET BELGE Dispositif générateur d'étincelles.
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La présente invention concerne un dispositif générateur d'étincelles pour l'allumage du gaz.
Pour remplacer le système classique d'allumage par veilleuse, on a déjà proposé des dispositifs d'allu- mage électriques qui produisent des étincelles d'allu- mage entre deux électrodes par décharge brusque d'un condensateur pendant les alternances soit négatives, soit positives d'une tension d'alimentation alternative. La décharge du condensateur est commandée par un commutateur qui peut être constitué par un tube à gaz ou un disposi- tif à semiconducteur par exemple.
Les caractéristiques essentielles que doit pos- séder un dispositif d'allumage, quel qu'il soit, sont la sécurité d'allumage et la fiabilité du dispositif. La sé- curité d'allumage doit être telle qu'il y ait certitude d'allumage quelles que soient les variations de la ten- sion d'alimentation, et qu'il y ait production d'impul- sions électriques à une fréquence propre à assurer un allumage dans le plus bref délai. Cela est d'autant plus impérieux que le gaz utilisé est plus difficile à allumer comme c'est le cas par exemple pour le gaz naturel.
D'au- tre part, la fiabilité du dispositif d'allumage doit être telle qu'elle permette l'utilisation d'une façon conti- nue ; la durée de vie des éléments qui conditionnent la
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production des étincelles doit être la plus longue possible et il y a donc intérêt à réduire la puissance efficace à une valeur la plus modérée possible.
La solution apportée par les dispositifs d'allu- mage connus permet d'éviter certaines difficultés ren- contrées couramment dans les systèmes classiques à veil- leuse par le fait même de l'élimination de la veilleuse.
Parmi ces difficultés, il faut citer tout particulièrement . le décollement et l'extinction possibles de la flamme de veilleuse, notamment dans le cas du gaz naturel. De plus, ces dispositifs secaractérisent par le fait que le cir- cuit générateur d'étincelles ne fonctionne que jusqu'au moment où la flamme s'établit et lorsaue celle-ci s'éteint, le circuit générateur d'étincelles est remis en action @ jusqu'au moment où la flamme se trouve rétablie. Le fonc tionnement est donc intermittent.
La solution d'allumage par veilleuse présente cependant de grands avantages en enceinte fermée car la masse de gaz à allumer est considérablement plus faible que dans le cas d'un allumage direct, et on évite ainsi les phénomènes d'allumage bruyant voire même explosif. Une solution idéale serait donc celle qui permettrait de béné- ficier des avantages résultant de la présence d'une veil- leuse sans en avoir les inconvénients évoqués plus haut, c'est-à-dire une solution qui permettrait d'empêcher le décollement et l'extinction de la flamme de veilleuse. Une telle solution jouirait alors d'une sécurité d'allumage totale.
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La présente invention apporte une telle solu- tion et procure un nouveau dispositif générateur d'étin- celles qui fonctionne d'une façon permanente par impulsions de commande très brèves, d'intensité élevée, dont la fré- quence peut être réglée d'après le niveau de la tension d'alimentation disponible. La production d'étincelles n'étant jamais interrompue, la flamme se rallume immédiatement dès qu'il se produit une extinction momentanée ou fortuite, et ce sans l'intervention d'une commutation ou d'un organe intermédiaire. La sécurité ainsi obtenue grâce 1 une surveil- lance permanente est bien supérieure à celle obtenue par les dispositifs électriques connus à fonctionnement intermittent.
La fiabilité du dispositif.selon l'invention est également bien supérieure à celle des dispositifs connus étant donné que, grâce à la production d'impulsions électriques de com- mande très brèves, les éléments actifs ne sont soumis qu'à des puissances efficaces modérées, garantissant ainsi à ces éléments actifs une longue durée de vie. Selon une particula- rité du montage suivant l'invention, le circuit est doué d'une auto-stabilisation de la tension de crête appliquée à ces éléments en sorte que cette tension ne dépassera jamais le niveau de sécurité de ces éléments.
Le dispositif selon l'invention se caractérise en ce que l'électrode de déclenchement de la vanne électroni- que qui conditinne la production des étincelles d'allumage est connectée à une tension de commande par l'intermédiaire d'un dispositif à euil qui fournit une impulsion de commande
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brève, d'intensité élevée, chaque fois que la tension de com- mande dépasse le niveau de seuil.
Selon une forme de réalisation particulière du dispositif générateur d'étincelles selon l'invention, le dispositif à seuil est constitué par un dispositif à semi- conducteur à déclenchement symétrique qui se trouve connecté entre l'électrode de commande et un point de jonction entre une résistance et un condensateur d'amorçage connectés en sé- rie sur la tension alternative du réseau. Le commutateur se trouve ainsi actionné régulièrement par l'application pério- dique d'impulsions de commande brèves, d'intensité élevée.
L'invention sera décrite dans ce qui suit en se référant au dessin joint qui est un schéma d'une forme de réalisation du dispositif générateur d'étincelles selon l'invention, décrite à titre d'exemple non limitatif. -
Le circuit illustré sur le dessin comprend une paire d'électrodes 1 connectées aux bornes de l'enroulement secondaire 3 d'un transformateur 2. Dan3 l'exemple décrit, l'enroulement primaire 4 est connecté en série avec un dis- positif commutateur 6 aux bornes d'un condensateur d'alluma- ge 5. Selon une forme de réalisation préférée, le dispositif commutateur est constitué par une vanne électronique à élec- trode de déclenchement tel qu'un thyristor. Le condensateur d'allumage 5 est raccordé à la tension alternative du ré- seau, disponible entre les bornes A et B, à travers une ré- sistance 7 et une diode 8 orientée comme montré .
Selon l'in- vention, l'électrode de déclenchement ou gâchette 9 du thyris- tor 6 est connectée à une électrode d'un dispositif à déclen- chement symétrique 10 c'est-à-dire d'un élément bi-directionnel
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tel qu'une Diac (diode commutatrice à courant alternatif).
L'autre électrode du dispositif symétrique 10 est connec- tée au point de jonction 11 entre une résistance 12 et un condensateur d'amorçage 13 connectés en série aux bornes du condensateur d'allumage 5.
Pendant l'alternance de la tension du réseau durant laquelle la borne A est positive par rapport à la borne B, un courant charge le condensateur 5 à travers la résistance 7 et la diode 8. Pendant ce temps,et tant que la gâchette 9 du thyristor 6 n'est pas portée à un poten- tiel positif, le thyristor reste bloqué et le seul phé- nomène qui se produit est la charge du condensateur 5.
Le thyristor ne sera amorcé que lorsqu'un signal positif sera appliqué à sa gâchette c'est-à-dire lorsque la Diac aura été déclenchée. Pour cela il¯faut que la différence de potentiel existant aux bornes de la Diac atteigne le seuil de déclenchement de la Diac. Aussi longtemps que le potentiel au point 11 ne dépasse pas le potentiel présent sur la cathode du thyristor, la Diac reste ouverte et le thyristor bloqué, La Diac déclenchera dès que le potentiel apparaissant au point 11 par suite de la charge du conden- sateur d'amorçage 13 par un courant dérivé de la tension du réseau à travers la résistance de limitation 12, dépas- se le potentiel de la cathode du thyristor 6. Cette élé- vation du potentiel au point 11 est liée à l'élévation du potentiel sur le condensateur d'allumage 5.
Lorsque la Diac 10 déclenche, elle applique une impulsion à la gâchette du thyristor 6 qui se trouve ainsi amorcé. Le condensateur d'allumage 5 se décharge alors brus- quement dans l'enroulement primaire 4 du transformateur 2
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et une impulsion de tension de forte intensité se trouve induite dans l'enroulement secondaire 3, produisant ainsi une étincelle entre les électrodes d'allumage.1, Mais la décharge brusque du condensateur d'amorçage 13 dans la gâ- chette du thyristor, à travers la Diac 10 passante,amène celle-ci après un court instant à l'état bloquant, ce qui supprime le courant de gâchette bien avant que la décharge du condensateur d'allumage n'amène l'anode du thyristor à un potentiel positif si faible qu'il s'éteint.
Le potentiel au point 11 s'élève de nouveau par la suite - durant des alternances positives suivantes par exemple - et chaque fois qu'il dépasse le potentiel de la cathode du thyristor, une impulsion brève sera produite et appliquée à la gâchette du thyristor. On voit donc que celui-ci est périodiquement amorcé au moyen d'impulsions brèves.
Pendant les alternances pour lesquelles la borne A est négative par rapport à la borne B. la diode 8 est bloquante et aucun courant ne circule dans le circuit. Le potentiel existant à ce moment sur le condensateur 13 est insuffisant pour déclencher la Diac 10 et le thyristor ne peut donc être amorcé pendant ces alternances négatives.
Ainsi on a vu que le thyristor 6 est amorcé par impulsions brèves chaque fois que la Diac déclenche.
Il est ainsi possible d'utiliser une puissance de crête supérieure à la puissance moyenne admissible sur la gâchette, ce qui permet une tolérance plus grande du circuit d'amor- çage. On voit aussi que la résistance 12 limite le courant dérivé qui pourrait maintenir l'impulsion le plus longtemps
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possible sur la gâchette du thyristor en retardant le blocage de la'Diac.
D'autre part, la capacité du condensateur d'amor- çage 13 permet de régler l'angle d'amorçage du thyristor et Berne de choisir le nombre d'alternances positives re- quises avant qu'il n'y ait amo ge du thyristor, même si le condensateur d'allumage est en mesure de produire une im,- pulsion de décharge génératrice d'étincelle. Cet amorçage par impulsions permet ainsi d'obtenir une précision plus grande de l'instant d'amorçage, avantage qui s'ajoute à celui de la faible dissipation dans la gâchette comme dit plus haut.
Un autre avantage du circuit d'amorçage selon l'invention est que, étant donné que l'élévation du po- tentiel sur le condensateur d'amorçage 13 est liée direc- tement à l'élévation du potentiel sur le condensateur d'al- lumage 5, ce potentiel d'enclenchement ne peut jamais.dé- passer la valeur de sécurité des composants puisque,si le potentiel au point 11 augmente, la Diac déclenche. Il en résulte donc une auto- stabilisation de la tension de crête et une certitude d'amorçage du thyristor quelles que soient les variations de la tension du réseau qui peut, par exemple, aller de 120 à 240 V.
Pour qu'il y ait amorçage il suffit que le nombre d'impulsions requis soit suffisant pour la tension minimale prévue pour le dispositif, L'élévation de la tension ne peut que augmenter le nombre d'impulsions produites,
La forme de réalisation décrite à titre d'exem- ple non limitatif a clairement mis en évidence la conti- nuité de-fonctionnement du générateur d'étincelles selon
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l'invention.
Les impulsions d'amorçage, et donc les étin- celles, étant produites périodiquement, le dispositif selon l'invention garantit une sécurité d'allumage considérable même pour des gaz difficiles à allumer tels que le gaz naturel, De plus, en c as de disparition de la flamme ce qui se produit très facilement avec le gaz naturel, la pré- sence quasi--permanente des étincelles garantit à tout moment un rallumage immédiat de la flamme. f .
11 va de soi que de multiples variantes au mon- tage décrit et illustré sont de la compétence normale de l'homme de l'art.,
REVENDICATIONS,
1.- Dispositif générateur d'étincelles pour l'al- lumage du gaz,comprenant deux électrodes d'allumage, un transformateur, un condensateur d'allumage et un dispositif commutateur à électrode de déclenchement, caractérisé en ce que ladite électrode de déclenchement est connectée à une tension de commande par l'intermédiaire d'un dispositif à seuil qui fournit des impulsions de commande brèves, d'in- tensité élevée, chaque fois que la tension de commande dépasse le niveau de seuil, la fréquence de ces impulsions étant réglée d'après le niveau de la tension d'alimentation alternative appliquée au dispositif,
en sorte que le dis- positif commutateur provoque la production périodique d'é- tincelles à une cadence prédéterminée.