FR2461200A1

FR2461200A1 - Systeme de chauffage a cheminee d'echappement

Info

Publication number: FR2461200A1
Application number: FR8015516A
Authority: FR
Inventors: Ulrich Bonne; Lorne W Nelson; Ralph H Torborg
Original assignee: Honeywell Inc
Current assignee: Honeywell Inc
Priority date: 1979-07-12
Filing date: 1980-07-11
Publication date: 1981-01-30
Also published as: NL8003994A; GB2056044A; CA1120808A; IT8049180A0; GB2056044B; DE3026190A1; US4251025A; IT1147011B

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN SYSTEME DE CHAUFFAGE A CHEMINEE D'ECHAPPEMENT. LE SYSTEME COMPREND UN VENTILATEUR 60 PLACE DANS LA CHEMINEE 80 DU FOYER ET UTILISE POUR PROPULSER DE L'AIR, DU COMBUSTIBLE ET DES PRODUITS DE COMBUSTION AFIN DE LES FAIRE PENETRER, PASSER DANS ET SORTIR DE LA CHAMBRE DE COMBUSTION 20; UN ORIFICE 70 DE LIMITATION D'ECOULEMENT PREVU DANS LA CHEMINEE A PROXIMITE DU VENTILATEUR ETABLIT UNE ZONE DE HAUTE PRESSION EN AMONT DUDIT ORIFICE ET UNE ZONE DE BASSE PRESSION EN AVAL DE CET ORIFICE, UN SIGNAL DE PRESSION REPRESENTANT LE DEBIT DE FUMEES PASSANT DANS LA CHEMINEE EST DETECTE D'UN COTE DE L'ORIFICE ET EST RENVOYE A UN DISTRIBUTEUR DE GAZ A EFFET MODULATEUR 100 QUI COMMANDE L'ECOULEMENT DE GAZ SORTANT DU DISTRIBUTEUR DE FACON QU'IL SOIT PROPORTIONNEL A LA GRANDEUR DU SIGNAL DE PRESSION REPRESENTANT LE DEBIT DANS LA CHEMINEE; PAR UN CHOIX DES VITESSES ET DES DEBITS DU VENTILATEUR, ON PEUT ETABLIR DIFFERENTES ALLURES DE CHAUFFE POUR LE FOYER EN VUE D'AMELIORER SON RENDEMENT. APPLICATION AUX INSTALLATIONS DE CHAUFFAGE DE LOCAUX.

Description

La présente invention concerne des systèmes de chauffage.

Selon la présente invention,un système de chauffage com-

portant une chambre de combustion pourvue d'un brOleur à combusti-

ble et d'une cheminée d'échappement est caractérisé en ce qu'il comprend un ventilateur relié à la cheminée d'échappement de maniè- re à produire un tirage dans ladite cheminée et à aspirer l'air dans

la chambre de combustion;un dispositif monté dans la cheminée d'é-

chappement pour former un étranglement dans celle-ci d'un côté du ventilateur;un dispositif de commande d'alimentation en combustible réagissant à un signal de commande représentant le débit pondérai

dans la cheminée d'échappement pour fournir du combustible à un dé-

bit proportionnel à la grandeur du signal de commande,un moyen pour détecter une quantité représentant le débit pondérai passant dans le dispositif d'étranglement d'écoulement situé dans la cheminée d'échappement et pour appliquer ladite quantité détectéesous la

forme d'un signal de commandeau dispositif de commande d'alimenta-

tion en combustible;et une commande de ventilateur pour enclencher

et arrêter le ventilateur.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention se-

ront mis en évidence dans la suite de la descriptiondonnée à titre

d'exemple non limitatifen référence aux dessins annexés dans les-

quels: Fig.1 est un schéma d'un foyer et d'un système de commande selon l'invention,utilisant un orifice placé en aval du ventilateur de tirage et utilisant une contre-pression positive; Fig.2a est une vue de détail montrant le ventilateur de tirage,la cheminée d'échappement et les composants de détection de pression du système représenté sur la figure 1; Fig.2b est une vue de détail montrant le ventilateur de tirage,la cheminée d'échappement et les composants de détection de pression du système de la figure l,avec modification permettant

d'utiliser un orifice placé en amont du ventilateur et une contre-

pression négative; Fig.3a est un schéma d'un distributeur de gaz à effet modulateur représenté dans la position d'arrêt et utilisé dans le système de la figure 1; Fig.3b est un schéma du distributeur de gaz à effet modulateur dans la position d'ouverture,ce distributeur étant utilisé dans le système de la figure 1; Fig.4 est un schéma d'une commande thermostatique à un étage,qui est utilisée en liaison avec le système de la figure 1 Fig.5 est un schéma du circuit électrique d'une commande thermostatique à deux étages qui est utilisée en liaison avec le système de la figure l,et Fig.6 est un schéma d'une partie d'un autre mode de réalisation d'un distributeur de gaz à effet modulateur qui est

agencé pour être utilisé avec une contre-pression négative.

En référence à la figure 1,le foyer et-son système de commande 10 comprennent une ou plusieurs chambres de combustion 20, chaque chambre étant pourvue-d'un brûleur 40 placé à proximité de sa base et étant essentiellement délimitée par des parois extérieures 36. Du combustible, qui,dans le mode préféré de réalisation,est un gaz tel que du gaz naturel ou du pétrole liquéfié,est introduit dans le brOleur 40 par l'intermédiaire d'un orifice 24 placé à proximité de l'embouchure du brûleur 40.De l'air pénètre dans le brûleur 40

et la chambre de combustion 20 par l'intermédiaire d'orifices d'ad-

mission 22 qui sont placés à proximité de l'embout de la sortie de gaz 24 et de l'embouchure 40. Une veilleuse d'allumage 41,placée dans une position immédiatement adjacente au brOleur 40,est utilisée

pour l'dlumer.

Autour de la chambre de combustion 20,il est prévu un échangeur de chaleur 30 dont la lisière intérieure est formée par les parois extérieures 36 de la chambre-de combustion 20 tandis que sa lisière extérieure est formée par les parois 35. En conséquence,deux trajets séparés d'écoulement de fluide sont formés. Le trajet de chambre de combustion relie la sortie de gaz 24 et les entrées d'air 22,par l'intermédiaire du brûleur 40,à la cheminée 25. Le trajet d'échangeur de chaleur suit les parois extérieures 36 de la chambre de combustion 20,le fluide à chauffer pénétrant en dessous du brOleur 40,s'écoulant le long de la partie verticale de la zone fermée qui est disposée entre les parois 35 et la paroi extérieure de brOleur 36 pour sortir au-dessus de la chambre de combustion 20. Bien que,dans le mode préféré de réalisation, l'air constitue le fluide à chauffer,il va de soi qu'on peut également utiliser d'autres fluidestels que de l'eau,en apportant de petites

modifications de conception.

Comme cela est classique,l'entraînement de l'air dans l'échangeur de chaleur 30 est assuré par un ventilateur 34 actionné par un moteur électrique 38 (non visible sur la figure l).De l'air

froid est introduit dans l'échangeur de chaleur 30 par l'intermé-

diaire d'un conduit 32 et il traverse un filtre à air 33 avant de pénétrer dans le ventilateur 34. Le ventilateur 34 propulse l'air vers l'intérieur de l'échangeur de chaleur 30 par l'intermédiaire d'une ouverture ménagée dans sa paroi de fond. De l'air chauffé sort de l'échangeur de chaleur 30 par l'intermédiaire d'un conduit 37,qui part d'une ouverture ménagée dans la paroi supérieure de

l'échangeur de chaleur 30.

A l'exception du conduit de fumée 25 et des entrées-

d'air de combustion 22 qui sont placés dans des positions adjacentes à la sortie de gaz 24,la chambre de combustion 20 est fermée et essentiellement étanche à l'air. En conséquence, la seule sortie pour les matières de combustion est constituée par le conduit de fumée 25.Pour assurer l'introduction de l'air dans la chambre de combustion 20 par l'intermédiaire des entrées 22 et pour faire sortir les gaz brOlés de la chambre de combustion 20 par le conduit de fumée 25 et la cheminée d'échappement 80, il est prévu un ventilateur de tirage 60. Ce ventilateur de tirage , associé à un moteur électrique 61 et comportant des pales 62, est aligné avec le conduit de fumée 25 et avec la cheminée d'échappement 80Du courant électrique est fourni au moteur 61 par l'intermédiaire d'une source de tension appropriée,indiquée par des fils 13. Le ventilateur 60 peut être à une seule ou à plusieurs vitesses, suivant le type du système de commande avec lequel il doit être utilisé. Bien qu'on puisse employer des ventilateurs de différentes conceptionson utilise dans le mode préféré de réalisation un ventilateur 60 à une seule vitesse,dont le moteur est alimenté en courant alternatif de 120 volts et qui produit une pression minimale de 25 mm d'eau (par rapport à

l'atmosphère) à une température de 2320C et pour un débit d'envi-

ron 85 m3/h.

Un combustible fluide,de préférence du gaz naturel ou du pétrole liquéfié, est fourni au brûleur 40 par l'intermédiaire de la sortie de gaz 24 et il est introduit par le tuyau de sortie

104 d'un distributeur à effet modulateur l00,qui constitue l'élé-.

ment principal d'un dispositif de commande d'alimentation en combus-

tible. Du gaz provenant d'une source d'alimentation maintenue à la

pression de ser?/ice pénètre dans le distributeur 100 par l'intermé-

diaire d'un tuyau d'admission de gaz 101. Du gaz réglé à la pression de sortie désirée sort du distributeur 100 par l'intermédiaire du tuyau 104. La veilleuse d'allumage 41 est alimentée en gaz à la pression de service par un petit tuyau de sortie 102. Des détails concernant la structure et le fonctionnement du distributeur de gaz l00,qui permet de régler le gaz à la pression désirée,seront donnés

dans la suite.

La figure 1 montre également sous la forme d'un schéma général les interconnexions entre les différents composants formant le système de commande de foyer. La coordination des composants du système de commande est assurée par une commande thermostatique 200 qui comprend différents éléments thermosensibles et différents organes de commutation,comme cela sera décrit de façon détaillée dans la suite en référence aux figures 4 et 5.Ces composants et organes de commutation servent à commander le fonctionnement du ventilateur 60 et du distributeur de gaz 100. Du courant est fourni à la commande thermostatique 200 par l'intermédiaire de liaisons avec une source de tension de service,matérialisées par des fils

201,202.

La commande thermostatique 200 est reliée électriquement, par l'intermédiaire de fils 16,à un premier contacteur à pression différentielle 86,qui est actionné par un détecteur de pression différentielle 84. En considérant maintenant également la figure 2a, on voit qu'un signal d'entrée est fourni au détecteur de pression différentielle 84 par l'intermédiaire d'un conduit 85 qui relie un c8té du détecteur de pression différentielle 84 à un conduit 90, lui-même relié au distributeur de gaz 100 et à une zone de pression de la cheminée d'échappement 80 Dans le mode préféré de réalisation représenté sur la figure lcette zone de pression est placée en aval du ventilateur de tirage 60 et en amont d'un étranglement de limitation d'écoulement,de préference un orifice de chîmin6e 70,qui est également placé on aval du ventilateur 60.La pression régnant dons la zone à proximité de l'o2ifice 70 sera désignée dans la suite par l'expression "contre-pression"o Le second signal d'entrée du

détecteur de pression différen-ielle 4 est fourni par lVintermédiai-

re d'un conduit 82,qui communique avec l'autre c8té du détecteur 84.

La pression dans le conduit 82 -set dérivée de l'atmosphère ambiante régnant dans le foyer. Cette pression sera désignée dans la suite

par l'expression pression atmosphérique de référence". En considé-

rant maintenant la figure 2a,qui correspond à une structure classique

de tels détecteurs de pression,la pression différentielle,qui cor-

respond à l'écoulement pondéral dirigé vers la cheminée d'échappement , influence la position d'un diaphragme 88 qui assure à son tour,par l'intermédiaire d'une tige d'actionnement 87,1e changement d'état du

contacteur 86 quand il existe une pression différentielle prédétermi-

née (par exemple 21 mm d'eau). Ce changement d'état du contacteur 86

provoque l'ouverture d'un circuit tandis que l'autre est simultané-

ment fermé.(Du fait d'une hysteresis intrinsèque,le contacteur 86

change en fait d'état pour deux valeurs prédéterminées et diffé-

rentes,selon que la pression différentielle augmente ou diminue.

En considérant maintenant la figure lon voit qu'un

conduit de réaction 90,qui est relié à la cheminée 80,en traver-

sant sa paroi,transmet une pression de cheminée,détectée au point de connexion,au distributeur de gaz 100 à effet modulateur.Comme cela sera précisé dans la suite,c'est ce signal de réaction de

pression,transmis par l'intermédiaire du conduit 90,qui est utili-

sé pour moduler la pression de gaz,et par conséquent le débit de combustible à la sortie du distributeur 100. Dans le mode préféré de réalisation de l'invention,représenté sur les figures 1 et 2a, la liaison du conduit 90 avec la cheminée 80 s'effectue en un point situé juste en amont d'un orifice 70,qui est placé à son tour en aval du ventilateur 60. Dans une variante représentée sur la figure 2b,l'orifice 70b est placé en amont du ventilateur mais la liaison du conduit 90 avec la cheminée 80 est effectuée en un point situé juste en aval de l'orifice 70b. On voit que, lorsque le ventilateur 60-est en service,la pression transmise par le conduit 90 est supérieure à la pression atmosphérique (pression positive),dans le cas du mode préféré de réalisation des figures 1 et 2altandis que la pression transmise dans le cas de l'autre mode de réalisation de la figure 2b est inférieure à la pression

atmosphérique (pression négative ou d'aspiration).

La commande thermostatique 200 est également reliée électriquement au moteur 61 du ventilateur de cheminée 60 par l'intermédiaire des fils 13. Comme cela sera décrit en détail dans la suite,c'est cette liaison qui permet à la commande

thermostatique 200 d'enclencher et d'arrêter le moteur de venti-

lateur 61 et, dans certains modes de réalisation de l'invention, de faire commuter le ventilateur 60 entre une première et une

seconde vitesse.

La commande thermostatique 200 est en outre reliée élec-

triquement au distributeur de gaz 100 par l'intermédiaire de fils 15. C'est cette liaison qui permet à la commande thermostatique de faire en sorte que du gaz soit disponible à la sortie du distributeur 100 de manière à s'écouler dans le tuyau de sortie de gaz principal 104 et le tuyau de sortie de gaz d'allumage 102

seulement lorsque cela est désiré.

Une autre liaison électrique est étàblie,par l'intermé-

diaire des fils 17,entre la commande thermostatique 200 et un second détecteur de pression différentielle 94. Comme le montrent les figures 1, 2a et 2b,un signal d'entrée du second détecteur de pression différentielle 94 est transmis par l'intermédiaire d'un

conduit 95 qui relie un côté du détecteur de pression différentiel-

le 94 à une zone de pression de la cheminée d'échappement 80 qui

est située en aval du ventilateur 60 et des orifices 70 ou 70b.

La pression régnant dans cette zone sera appelée dans la suite

"pression de sortie de cheminée". Le second signal d'entrée du se-

cond détecteur de pression différentielle 94 est constitué par la

pression atmosphérique de référence qui est transmise par l'inter-

médiaire du conduit 92. Comme le premier détecteur de pression différentielle 84,le second détecteur 94 comporte un diaphragme

98 qui actionne une tige 97 agissant sur un contacteur 96,relié élec-

triquement à la commande thermostatique 200. La fonction de cet ensemble, comme cela sera précisé en détail dans la suite,est de détecter des conditions dangereuses d'obstruction de la cheminée

qui sont caractérisées par une augmentation de la pression de sor-

tie de cheminée.

Le ventilateur 34,qui fait circuler l'air dans l'échan-

geur de chaleur 30,est alimenté en courant par l'intermédiaire des lignes 11 et 12. Le moteur de ventilateur 38 (figures 4,5,mais

non visible sur la figure l)est relié électriquement,par l'inter-

médiaire de fils 18,à un dispositif de commande de ventilateur56 dont l'activation est assurée par un élément thermosensible 57, tel qu'un thermostat bimétallique. Cet élément thermosensible 57

assure l'enclenchement du moteur de ventilateur 38 qucM;id la tempéra-

ture de l'air dans l'échangeur de chaleur 30 augmente au-delà d'une valeur prédéterminée (point de démarrage de ventilateur)et son arrêt lorsque la température de l'air dans l'échangeur de chaleur tombe en dessous d'une valeur prédéterminée (point d'arrêt de ventilateur). Pour réduire au minimum la condensation dans

l'échangeur de chaleur,on règle le point d'enclenchement de ventila-

teur à une valeur essentiellement égale ou supérieure au point de rosée. Un dispositif de commande thermosensible approprié pour 'être utilisé dans ce but est constitué-par le dispositif de commande de ventilateur vendu sous la désignation commerciale L4064 par la Société Honeywell,Inc. de Minneapolis, Minnesota. Du fait qu'une fonction du dispositif de commande de ventilateur 56 est de retarder le démarrage du ventilateur jusqu'à ce que l'échangeur de chaleur contienne de l'air se trouvant à ou au-dessus du.point de rosée, on peut remplacer l'élément thermosensible 57 par un mécanisme de temporisation.Ce mécanisme pourrait être enclenché en même temps que le moteur de ventilateur 61 mais-il retarderait le démarrage du

ventilateur pendant une période prédéterminée suffisante pour per-

mettre à l'échangeur de chaleur 30 d'atteindre la température

de point de rosée.

Un élément caractéristique supplémentaire,mis en évidence sur la figure l, est constitué par le conduit d'admission de gaz

d'allumage 106 qui est utilisé pour la purge du conduit de contre-

pression 90 et qui est relié au tuyau de sortie de gaz d'allumage

102. Le trajet d'écoulement de gaz,qui comprend le conduit d'admis-

sion de gaz d'allumage 106,est limité par un orifice relativement

petit,par exemple un petit trou 107 (figure 3a)qui assure la liai-

son avec le tuyau de sortie de gaz d'allumage 102. Ainsi,ce trajet d'écoulement permet de canaliser une petite quantité de gaz combustible, prélevée à partir du tuyau de sortie de gaz d'allumage 102 (et par conséquent à la pression de service)vers le conduit de contre-pression 90, en pénétrant dans celui-ciau voisinage de son

point de jonction avec la cheminée 80.

On va maintenant décrire le distributeur de gaz 100 à effet de modulation de pression,y compris ses liaisons avec les différentes autres parties du foyer,en référence aux figures 3a et

3b. Dans le mode préféré de réalisation de ce distributeur celui-

ci est constitué par un distributeur de gaz à effet modulateur,tel que celui fabriqué sous le numéro de modèle VR 860 par la Société Honeywell Inc. et, dans sa configuration classique,il est agencé pour recevoir un signal de contre-pression dans la partie supérieure de sa chambre de servo=régulation de pression. En référence à la figure 3iqui représente e distributeur de gaz 100,ans la position de 'fermeture",on voit quo le gaz combustible dlirmentation ( la pression de eervicequi est typiquenent comprise entre 175 et 250 mm d'eau)pénàtre dans le distDbuteur 100 par l'intermédiaire d'un 'tuyu cc ' e il;i que ie garz de sorkie à pression régiee s h dappe u dis 7ibuteuz en ieo'Xon du brgeuZ 40 par l'ierndiai"e5 du 'uyau de sor'.ie 104 Le distributeur de gaz 100 est formé de plusieurs composa'nts On peut les diviser d'une façoni générale en une première valve principale llO,une seconde valve principale 130 et une valve régulotrice 120,La première valve

principale 110 est ouverte et fermée à l'aide d'un disque obtura-

teur 111 qui est actionné par un mécanisme à solénoïde 12.Lorsque cette première valve principale 110 est ouverte (figure 3b),du gaz peut parvenir dans la zone située au-dessus de la seconde valve

principale 130 et également dans le tuyau de sortie de gaz d'alluma-

ge 102 et dans le tuyau d'admission de gaz d'allumage 106.

Le distributeur de gaz 100 comporte une chambre d'entrée

122,qui est placée en dessous d'une soupape 119 actionnée manuelle-

ment et commandée par le bouton 121. Du gaz peut pénétrer dans la chambre 122 en passant en dessous de la barrière d'arrêt de crasse 123 puis en s'écoulant vers le haut en direction de la première

valve principale 110.Après avoir franchi la première valve princi-

pale 110,le gaz pénètre dans la chambre 135 de la seconde valve principale,qui contient un second disque obturateur 131 monté par l'intermédiaire d'une tige 134 sur un ressort 132,qui pousse le disque de la seconde valve principale 130 dans la position de fer- meture. L'extrémité inférieure de la tige 134 du disque obturateur

131 s'appuie contre un diaphragme de valve principale 140.

La valve régulatrice 120 comprend une chambre 150 dans laquelle est disposée une valve d'actionnement 170 ayant un profil en dents de scie et sollicitée par un organe d'actionnement électromagnétique 171 approprié. Au-dessus de la chambre 150, il est prévu une chambre servorégulatrice de pression 160,qui est divisée en une partie supérieure 161 et une partie inférieure

162 par un diaphragme régulateur 163. Le diaphragme 163 est équili-

bré par des ressorts agissant en sens inverses. Le ressort infé-

rieur 164 exerce une force dirigée vers le haut tandis que le ressort supérieur 165 exerce une force dirigée vers le bas,comme

indiqué sur les figures 3a et 3b.

La valve régulatrice 120 comprend,comïfie autres éléments structuraux caractéristiques,un orifice d'alimentation en gaz de

travail 152 qui est ménagé dans un conduit établissant une communi-

cation entre la chambre de valve d'actionnement 150 et la chambre située au-dessus de la seconde valve principale 130. Le conduit de contrepression 90 est relié à la partie supérieure 161 de la chambre régulatrice 160 par l'intermédiaire d'un raccord

166.En conséquence,la partie supérieure 161 de la chambre régula-

trice 160 est soumise à la pression détectée dans la cheminée 80

et retransmise au distributeur de gaz 100 par le conduit 90.

On a représenté sur la figure 6 un autre mode de réali-

sation de la valve régulatrice 120.Dans cette variante,une cham-

bre régulatrice à diaphragme 180 supplémentaire est utilisée

pour permettre d'utiliser pour la commande un signal de contre-

pression négative amplifié. Pour résoudre ce problème,le conduit de contrepression 90 n'est plus relié au raccord 166.Au contraire, ce raccord est laissé ouvert de manière que la partie supérieure

161 de la chambre régulatrice 160 soit soumise à la pression atmos-

phérique. En outre,le ressort supérieur de diaphragme 165 est

supprimé et une extrémité d'une tige 190 est reliée au côté supé-

rieur du diaphragme régulateur 163. L'autre extrémité de la tige est reliée à un diaphragme amplificateur 183,qui divise la chambre supplémentaire 180 en deux parties 181 et 182. La tige 190 est convenablement supportée par des surfaces appropriées d'appui et d'étanchéité de façon à pouvoir se déplacer librement vers le haut

et vers le bas lors du mouvement de montée et de descente du diaphra-

gme amplificateur 183.

La position du diaphragme amplificateur 183 est déterminée

par l'équilibre des forces s'exerçant sur lui. Ces forces compren-

nent la force engendrée par les ressorts antagonistes inférieur et supérieur 184,185 et les pressions s'exerçant dans la partie

supérieure 181 et la partie inférieure 182 de la chambre à diaphrag-

me 180.Du fait que l'orifice 187 est ouvert,la pression atmosphé-

-20 rique règne dans la partie supérieure 181 de la chambre à diaphrag-

me 180.Du fait que le conduit de contre-pression 90 est relié à la partie inférieure 182 par l'intermédiaire du raccord 186,la partie inférieure 182 est soumise à la contre-pression. On se rend compte ainsi que l'existence d'une pression inférieure à la pression atmosphéripe dans la partie inférieure 182 fait déplacer

le diaphragme amplificateur 183 vers le bas à partir de sa posi-

tion de repos, o il est équilibré par les ressorts,ce qui oblige

la tige 190 à exercer une force dirigée vers le bas sur le dia-

phragme régulateur 163. En conséquence une pression négative établie dans la partie inférieure 182 de la chambre 180 a généralement le même effet qu'une pression positive établie dans la partie supérieure 161 de la chambre 160. On voit en outre que, lorsque la surface du diaphragme amplificateur 183 est supérieure à la surface du diaphragme régulateur 163,la force exercée sur le diaphragme 163 par l'intermédiaire de la tige 190,pour une pression négative donnée,est supérieure à la force qui serait exercée sur le diaphragme 163 si une pression positive de la même grandeur exis- tait dans la partie supérieure 161 de la chambre régulatrice 160.

En ce qui concerne le mode de réalisation faisant interve-

nir une pression négative,il est à noter que le détecteur de pression différentielle 84 précédemment décrit doit être modifié pour réagir à une pression différentielle prédéterminée,la pression transmise par le conduit 85 étant une pression négative au lieu

d'être une pression positive. Par exemple,on peut monter le contac-

teur 86 et la tige d'actionnement 87 sur l'autre côté du détecteur

84,comme indiqué sur la figure 2b.

En référence à la figure 6,il est également à noter que la chambre supplémentaire à diaphragme régulateur 180 peut éventuellement être utilisée dans un système à pression positive lorsqu'on relie le conduit 90,transmettant une contre pression positive,à l'orifice 187. En conséquencel'effet d'amplification de la chambre supplémentaire à diaphragme régulateur 180 peut

également être utilisé dans des systèmes à contre-pression positive.

En outredans un système de commande o on désire commander l'é-

coulement de gaz en fonction d'une pression différentielle,on peut appliquer les pressions désirées respectivement aux orifices 186 et 187 de manière à assurer correctement une régulation par pression différentielle. Par exemple,dans certaines applications,il peut être souhaitable de déterminer le débit des gaz s'écoulant dans la cheminée en détectant la pression régnant en amont et en aval de l'orifice d'étranglement 70 ou 70b,au lieu de détecter une pression

de cheminée et une pression atmosphérique de référence.

On va maintenant décrire le système de commande à un étage selon l'invention,dont le schéma électrique est indiqué sur la figure 4. Ce schéma met en évidence les composants qui sont prévus à l'intérieur de la commande thermostatique 200 et également ceux qui sont reliés électriquement à cette commandepar exemple les moteurs électriques 38,61, 1e dispositif de commande de ventilateur 56 et les contacteurs à pression différentielle 86,96. Du courant électrique,par exemple du courant alternatif de 120 volts,est fourni au système de commande par l'intermédiaire des fils 201 et 202. Ce

courant est également appliqué au moteur de ventilateur 38, par l'in-

termédiaire des deux fils 11 et 12 et des contacts principaux 58, normalement ouverts,du dispositif de commande de ventilateur 56, ainsi qu'au moteur de ventilateur de tirage 61,par l'intermédiaire des fils 13 et des contacts de relais 221 normalement ouverts. La tension de service est abaissée jusqu'à une tension appropriée pour le theFmostatpar exemple une tension alternative de 24- volts,à l'aide d'un transformateur 2100 La tension au secondaire du transformateur 210 assure l'excitation du relais RI 220,qui actionne des contacts 222 et 221,

21 normalement ouvertsainsi que les contacts de relais 221,prcé-

demment mentionnés et reliés en série au moteur de ventilateur 61.

Un contacteur thermostatique à bimétal-mercure 206 (tel que le thermostat correspondant au modèle T87 de la Société Honeywell Inc) comportant des contacts 206a,est relié en série avec tous les composants connectés au secondaire du transformateur 210.Des contacts de commande 86 a (normalement fermés),reliés en série avec la bobine du relais R1 220,et des contacts de commande 86b (normalement ouverts),connectés en série avec le solénoïde 112 d'actionnement de la première valve principale 110 (figure 3a), sont actionnés par le contacteur à pression différentielle 86. Ce contacteur est agencé de manière que,lorsque les contacts 86a sont ouverts,les contacts 86b soient fermés alors que,lorsque les contacts 86b sont fermés,les contacts 86a sont ouverts. Le solénoïde 112 d'actionnement de la première valve principale est également connecté en série avec les contacts 223 du relais R1.Cette configuration permet d'établir une caractéristique de sécurité au démarrage (comme cela sera précisé dans la suite),du fait que chaque cycle de démarrage nécessite que le contacteur àpression différentielle 86 passe de son état normal (contacts 86a fermés,contacts 86b ouverts)dans son état de commande (contacts 86a ouverts,contacts 86b fermés). Lorsque par exemple les contacts

86a sont maintenus fermés par soudage,le relais Rl 220 est ac-

tionné mais le solénoïde 112 ne reçoit aucun courant,du fait que

les contacts 86b sont maintenus ouverts.

Le système de commande à un étage comprend des éléments additionnels qui sont constitués par des contacts normalement fermés 59,connectés en série avec le primaire du transformateur 210,et des contacts normalement fermés 96a,connectés en série avec le secondaire du transformateur 210. Les contacts 59 sont ouverts par le dispositif de commande de ventilateur 56 à une température prédéterminée (point de commande d'arrêt),correspondant à une

température dangereusement élevée dans l'échangeur de chaleur.

Les contacts 96a sont ouverts par le contacteur 90 quand le détecteur de pression différentielle 94 détecte une forte pression à la sortie de cheminée,ce qui indique une obstruction de cette cheminée. On va maintenant décrire un système de commande à deux étages selon l'invention. On a représenté sur la figure 5 un autre mode de réalisation de la commande thermostatique 200 associée au système selon l'invention. Dans ce mode de réalisation, la commande thermostatique 200 comporte deux étages,correspondant à deux éléments thermostatiques 250,251 (tels que les thermostats fabriqués suivant le numéro de modèle T872F par la Société Honeywell, Inc.). Comme dans le mode de réalisation à un seul étage qui a été précédemment décrit,la tension d'alimentation est appliquée par l'intermédiaire des fils 201 et 202.Cette

tension de service est utilisée pour assurer l'excitation du mo-

teur de ventilateur 38,auquel elle est appliquée par l'intermédiai-

re des deux fils 11 et 12 et des contacts principaux 58,normale- ment ouverts,du dispositif de commande de ventilateur 56. Dans une

ligne électrique connectée en parallèle avec le moteur de ventila-

teur 38,il est prévu une bobine du relais R3 280 et une paire de contacts 271,normalement fermés et actionnés par le relais R2 270. La tension de service,transmise par l'intermédiaire des fils 13,est également appliquée au moteur de ventilateur de tirage à deux vitesses 63 qui,dans ce mode de réalisation,remplace le moteur de ventilateur de tirage à une seule vitesse 61 du mode de réalisation précédemment décrit.(En correspondance, sur la figure Iles deux fils 13 seraient remplacés par trois fils).On

choisit les paramètres de fonctionnement du ventilateur 60,notam-

ment ses débits effectifs à haute et basse vitesse,de manière que le four fonctionne essentiellement à sa capacité maximale de conception quand le moteur de ventilateur 63 est enclenché en haute vitesse. La basse vitesse du moteur de ventilateur 63 est choisie de façon à établir une allure de combustion inférieure au maximum nominal du four. Typiquement,l'allure minimale de

combustion est de l'ordre de 50 à 70% du maximum nominal.

Les contacts de relais 261,actionnés par le relais

R4 260,sont connectés en série avec le moteur de ventilateur 63.

Le circuit d'établissement de haute vitesse du ventilateur 63 est commandé par des contacts 281,normalement fermés et actionnés par le relais R3 280,tandis que le circuit d'établissement de basse vitesse du ventilateur 63 est commandé par des contacts 282,normalement ouverts et également actionnés par le relais

R3 280. Les contacts 282 se ferment quand les contacts 281 s'ou -

vrent,et inversement. Une tension d'une valeur appropriée pour alimenter le thermostat d'ambiance de la commande, à savoir une tension alternative de 24 volts dans le mode préféré de réalisation,est fournie par le secondaire du transformateur

210,qui reçoit du côté du primaire la tension de service.

Comme le montre la figure 5,il est prévu deux circuits thermosensibles différents qui sont connectés en parallèle avec le

secondaire du transformateur 210.Le premier circuit est essentielle-

ment identique au circuit thermostatique unique du mode de

réalisation à un seul étage précédemment décrit. L'élément thermo-

statique à bimétal-mercure 250,comportant des contacts 250a, correspond à l'élément thermostatique 206 du système à un seul étage. Les contacts 86a, 86b, actionnés par le contacteur à pression différentielle 86,sont reliés en série avec le solénoïde d'actionnement 112 et avec la bobine du relais de commande de ventilateur R4 260 (qui correspond au relais Rl 220 dans le mode de réalisation à un seul étage de la figure 4).Les contacts 261,262 et 263 sont actionnés par le relais R4 260 et correspondent aux

contacts de relais Rl 221,222 et 223 de la figure 4.

Dans le second circuit thermosensible qui est connecté en parallèle avec le secondaire du transformateur 210,il est prévu un second élément thermostatique à bimétal-mercure 251,comportant des contacts 251a,et qui est relié en série avec la bobine

du relais R2 270 de manière à actionner les contacts 271, normale-

ment fermés. L'élément bimétallique 251 est réglé de façon que ses contacts se ferment à une température légèrement plus basse(par exemple de 1 à 20C) que la température d'actionnement de l'autre élément bimétallique 250. Comme cela sera précisé dans la suite,la fonction de ce second circuit thermosensible est de faire commuter le moteur de ventilateur 63 entre sa haute et sa basse vitesse dans certaines conditions,par commande du courant fourni à la bobine du relais R3 280. Le système de commande à deux étages comprend également des contacts 59 et 96a,utilisés dans les mêmes circuits de sécurité que dans le système de commande

à un seul étage.

On va maintenant décrire le fonctionnement du mode préfé-

ré de réalisation et d'autres modes de réalisation de l'invention, en considérant deux séquences de fonctionnement qui sont en relation l'une avec l'autre. La première séquence de fonctionnement

concerne le distributeur de gaz 100 à effet modulateur. Ce distri-

buteur est conçu pour produire à sa sortie une pression de gaz qui est modulée en correspondance à la grandeur d'un signal de

pression détecté d'un côté de l'orifice de cheminée 70. En particu-

lier,le distributeur 100 est conçu pour produire à sa sortie une pression de gaz qui est proportionnelle à la grandeur de la pression détectée dans la zone de cheminée 80proche du ventilateur 60 et de l'orifice 70. Dans le mode préféré de réalisation (figures 1, 3a et 3b),cette pression est détectée et renvoyée au distributeur de gaz 100 par l'interm#diaire d'un conduit 90,qui est relié par une extrémité à la cheminée d'échappement 80, au trvezs de sa paroi, juste en amont de l'orifice de cheminée 70. A son autre extrémité, le conduit 90 communique avec un raccord 166 qui est lui=même relié à la partie supérieure 161 de 1 chambre de seeorégulation du distributeur d'alimentation en gaz 100o Il est à noter que,bien que le mode préféré et les autres modes de réalisation décrits comportent des systèmes de commande qui font intervenir un signal de contre.pression pour commander une pression d'alimentation en gaz, cela constitue seulement un moyen pour atteindre l'objectif de l'établissement d'un rapport air-combustible se rapprochant d'une condition stoechiométrique de combustion. Les rapports moléculaires de combustible et d'oxygène qui sont souhaitables pour obtenir une combustion stoechiométrique peuvent être transformés en rapports pondéraux qui correspondent,dans le cas de fluides soumis à un processus de combustion continue,à des débits pondéraux. Pour un profil t8 géométrique donné d'étranglement d'écoulement du distributeur et des orifices 70 et 70b,les débits pondéraux correspondent

aux pressions mesurées dans des zones adjacentes aux orifices.

En particulier,plus la pression différentielle dans un orifice d'étranglement d'une dimension donnée est grande,plus le débit pondérai passant dans ledit orifice est grand. En fait,le débit pondéraI est proportionnel à la racine carrée de la pression différentielle. Pour cette raison/il est possible d'utiliser la relation entre les pressions détectées en des endroits appropriés en remplacement d'une détection directe de la relation entre des débits pondéraux. Cependant,il est clair que la présente invention peut être mise en pratique par détection de paramètres autres qu'une pression,qui correspond également à des débits pondéraux, et par utilisation des valeurs détectées pour commander des paramètres de fourniture de combustible autres qu'une pression

d'alimentation en gaz,bien que la description de fonctionnement

qui va être faite dans la suite se rapporte spécifiquement à un

système de commande faisant-intervenir une pression.

a. Fonctionnement du distributeur de gaz à effet modulateur.

Comme le montre la figure 3a,qui représente le distribu-

teur d'alimentation en gaz 100 dans la position de "fermeture", il existe, en fonctionnement normal,plusieurs points d'obkuration qui ont une influence sur l'écoulement de-gaz traversant le distributeur d'alimentation 100. La première valve principale 110 est reliée par l'intermédiaire du tuyau 101 et de la chambre d'entrée 122 à une source externe d'alimentation en gaz à -la pression de service et elle peutpar elle-même,empêcher du gaz

de s'écouler dans le reste du distributeur d'alimentation 100.

En conséquence,l'ouverture de la première valve principale 110 constitue un impératif préalable d'autorisation de passage

de gaz à partir du tuyau de sortie 104. Dufait que d'autres-

points d'obturation du distributeur 100 peuvent également empêcher indépendamment un écoulement du gaz sartant,le type de

valve utilisé dans le présent système peut comporter des caracté-

ristiques de sécurité améliorées et il est dit "redondant".

Plusieurs conditions doivent être remplies avant que le distribu-

teur 100 permette à du gaz de parvenir au brûleur 40. La première valve principale 110 commande également la fourniture de gaz au tuyau de sortie de gaz d'allumage 102 et au conduit d'admission de gaz d'allumage 106, utilisés dans

certains modes de réalisation pour la purge du conduit de contre.

pression 90. En conséquencele brûleur 40 comporte une veilleuse intermittente. Une fois que la première valve principale 110 est ouverte, du gaz peut passer dans ces deux tuyaux et également

pénétrer dans la chambre 135 de la seconde valve principale.

Le gaz passant dans le distributeur d'alimentation 100 pénètre dans la chambre d'entrée 122 puis passe en dessous d'une barrière d'arrêt de crasse 123,qui est agencée de manière à empêcher les particules étrangères de pénétrer dans le reste du distributeur. Un bouton 121 relié à une valve 119,actionnée manuellement et placée au-dessus de la chambre d'entrée 122,peut être utilisé pour établir et arrêter manuellement l'écoulement de gaz à partir de la chambre d'entrée 122.Cette valve 119

est typiquement fermée seulement dans des situations exceptionnel-

les mais non en fonctionnement normal. Après avoir passé en dessous de la barrièrel23 et après avoir traversé la première valve principale llO,le gaz pénètre dans une chambre 135 située au-dessus de la seconde valve principale 130. A partir de cette chambre 135,le gaz peut s'écouler dans le tuyau de sortie 106 et dans une ou deux autres directions. Si la seconde valve principale 130 est ouverte,le gaz peut parvenir dans une zone située au-dessus du diaphragme de valve principale 140 et passer dans le tuyau de sortie 104. Si la seconde valve principale n'est pas ouverte,le gaz a tendance à s'écouler vers le haut, par l'intermédiaire de l'orifice d'alimentation en gaz de travail 152,en direction de la chambre de valve d'actionnement 150. Cet écoulement est fortement étranglé par l'orifice étroit 152,de

part et d'autre duquel peut exister un gradient de pression. Ce-

pendant, il ne passe pas de gaz dans la chambre de valve d'action- nement 150 lorsque la valve d'actionnement 170 ferme le conduit qui passe par l'orifice 152,comme indiqué sur la figure 3a. Ce n'est que lorsque la valve d'actionnement 170 assure l'ouverture de ce conduitcomme indué sur la figure 3b, que du gaz peut pénétrer dans la chambre de valve d'actionnement 150 à partir de la chambre 135 et s'écouler vers le haut en direction de la

chambre de servo-régulation de pression 160.

Du gaz ne pénètre dans la partie inférieure 162 de la chambre de servorégulation de pression 160 que lorsque le diaphragme de régulation 163 n'est pas poussé vers le bas de manière à s'appliquer de façon étanche contre l'orifice de régulation 167. Quand l'orifice 167 est fermé,comme indiqué sur la figure 3b,du gaz ne peut pas pénétrer dans la partie inférieure 162 du servo-régulateur de pression 160,excepté en provenance

du tuyau de sortie 104,par l'intermédiaire du conduit d'étrangle-

ment 168 (comme cela-sera précisé dans la suite). Une fois que l'orifice 167 est o4vert,du gaz peut s'écouler entre la chambre de valve d'actionnement 150 et la partie inférieure 162 de la chambre de servorégulation de pression 160. Du gaz qui pénètre dans la partie inférieure 162 de la chambre de servo-régulation de pression 160 peut s'échapper seulement par l'intermédiaire du conduit 168,qui débouche dans le tuyau de sortie de gaz 104,ou bien en revenant vers la chambre de valve d'actionnement 150. Il est à noter que la partie inférieure du conduit 168 est reliée à un conduit 153,qui établit une communication entre la chambre de valve d'actionnement 150 et le tuyau de sortie de gaz 104 quand la valve d'actionnement 170 se trouve dans la position

de "fermeture" (figure 3a). En conséquence,quand la valve d'ac-

tionnement 170 est fermée,comme indiqué sur la figure 3a,du gaz peut s'écouler directement entre la chambre de valve d'actionne- ment 150 et le tuyau de sortie de gaz 104. Cependant,quand la valve d'actionnement 170 se trouve dans sa position d'ouverture

comme indiqué sur la figure 3b,du gaz ne peut pas s'écouler di-

rectement entre la chambre de valve d'actionnement 150 et le

tuyau de sortie de gaz 104. La position de la valve d'actionne-

ment 170 ne limite évidemment pas directement l'écoulement de

gaz entre la partie inférieure 162 de la chambre de servo-régu-

lation de pression 160 et le tuyau de sortie de gaz 104 par l'intermzdiaire du conduit l6e,du fait qu'elle ne ferme qu'une

extrémité du conduit 153.

Du gaz qui pénètre dans la chciTbro de valve d'ac-ionne-

ment 150 peut galemrent séchapper de cotae chcmobze pa l'in-

* termédiaire du conduit 154 qui aboutit a la zone situ6e en dessous du diaphlagme de vulve principale 140o Comme le monre la figure 3b, la pression de gaz régnant dans la zone située en dessous du diaphragme 140 exerce une poused dcirigGe vers le haut sur le diaphragme 140,en opposition a la force eugendrée par le ressort de seconde valve principale 132,pour faire monter le disque 131 d'obturation de la seconde valve principale. Du fait que la surface du diaphragme 140 est relativement grande,la pression de gaz établie dans la zone située en dessous de ce diaphragme exerce une force mécanique supérieure à celle engendrée par la pression de gaz régnant dans la chambre 135 lorsque la seconde valve principale 130 est fermée par l'intermédiaire

de son disque 131 de plus petite surface.

Pour régler la pression du gaz sortant de manière qu'elle soit proportionnelle à la pression qui est transmise par l'intermédiaire du conduit 90 à la partie supérieure 161 de la chambre de servo-régulation de pression 160,les différents composants de valve fonctionnent de la manière suivante dans le mode préféré de réalisation représenté sur les figures 1, 2a, 3a et 3b. En supposant que le brOleur 40 a été arrêté au moins pendant une courte période de temps et que la première valve principale 110 ainsi que la valve d'actionnement 170 ont été fermées,les différents points de fermeture sont conformes à ce qui est indiqué sur la figure 3a. Cela s'explique du fait qu'un excès de pression(supérieure à la pression atmosphérique) a été dissipé à partir du tuyau de sortie de gaz 104, et par conséquent à partir de la zone située en dessous de la seconde valve principale 130 et en dessous du diaphragme régulateur 163. En outre,du fait que la valve d'actionnement 170 a été placée dans sa position de fermeture,l'excès de pression régnant dans la chambre de valve d'actionnement 150 et en dessous du diaphragme de-valve principale 140 a également été dissipé. Il existe par conséquent la même pression atmosphérique au-dessus et en-dessous du diaphragme 140, dans la chambre de valve d'actionnement 150 et dans la zone 162 située en dessous du diaphragme régulateur 163. En conséquence, la seconde valve principale 130 est poussée dans sa position de fermeture par le ressort 132 et par l'excès de pression subsistant dans

la chambre 135.

246 1200

D. fait que le ventilateur de cheminée 60 a été

arrêté, le conduit de contre-pression 90 et la zone 161 si-

tuée au-dessus du diaphragme régulateur 163 sont également sol-

licités par la pression atmosphériqueet le diaphragme 163 prend sa position de repos, qui est déterminée par équilibra-

ge des forces produites par les ressorts 164 et 165. Le dia-

phragme régulateur 163 est écarté de l'orifice de régulateur 167, du fait que le ressort 164 est sélectionné (ou réglé par

un moyen approprié, non représenté) de manière que la pres-

sion régnant dans la partie supérieure 161 doive excéder la pression régnant dans la partie inférieure 162 d'une valeur

de seuil déterminée (5 mm d'eau dans le mode préféré de réa-

lisation), avant que le diaphragme régulateur 163 se ferme

contre l'orifice de régulateur 167.

En supposant que les conditions précédemment

définies sont établies, une fois que la première valve prin-

cipale 110 permet à du gaz de pénétrer dans la chambre 135

située au-dessus de la seconde valve principale 130 en con-

dition de fermeture, le gaz ne peut plus passer (excepté en direction du tuyau de sortie de gaz d'allumage 102) jusqu'à ce que la valve d'actionnement 170 soit ouverte. Cela se produit lorsque son organe de manoeuvre 171 a été activé à

la suite d'une vérification d'existence d'une flamme de veil-

leuse. (Cela peut être effectué à l'aide d'un circuit à gaz

ionisé classique qui fait partiedu système d'allumage inter-

mittent et qui ne sera pas expliqué en détail dans la suite).

Lors de l'ouverture de la valve d'actionnement 170, du gaz à la pression de service passe par l'orifice 152 pour pénétrer dans la chambre de valve d'actionnement 150 et dans la partie

inférieure 162 de la chambre de servo-régulation 160. Une pe-

tite quantité de gaz commence à pénétrer dans le tuyau de

sortie 104 par l'intermédiaire du conduit 168. Du gaz s'écou-

le également dans le conduit 154 aboutissant à la zone située

en dessous du diaphragme de valve principale 140. Une pres-

sion commence à s'établir dans cette zone et elle a tendance à pousser le diaphragme 140 vers le haut. Cependantcette

246 1200

pression de gaz ne dépasse pas sensiblement les forces main-

tenant la seconde valve principale 130 en condition de ferme-

ture, à cause de la force du ressort 132, de la grande pres-

sion de service du gaz se trouvant dans la chambre 135 et de l'écoulement de gaz provenant de la chamfbre de valve d'ac- tionnement 150 et passant dans la partie inférieure 162 de

la chambre de servo-régulation 160 pour sortir par le con-

duit 168.

En supposant que le ventilateur 60 a été en-

clenché (comme cela sera expliqué dans la suite), quand la vitesse de ce ventilateur 60 atteint son maximum, une contre pression commence à s'établir en amont de l'orifice 70 et

elle est retransmise à la partie supérieure 161 de la cham-

bre de servo-régulation 160 par l'intermédiaire du conduit 90. Lorsque cette contre-pression dépasse la pression régnant en dessous du diaphragme régulateur 163 d'une valeur de seuil prédéterminée Pt, qui est de 5 mm d'eau dans le mode préféré de réalisation, l'orifice de régulateur 167 est obturé par le diaphragme 163. L'impératif d'avoir un excès de pression de

5 mm d'eau sert à vérifier le fonctionnement du ventilateur.

Quand l'orifice 167 se ferme, il arrête l'écoulement de gaz en direction du conduit 168, ce qui provoque une augmentation de pression dans la chambre 150 et ce qui fait augmenter la pression en dessous du diaphragme 140. Le diaphragme 140 est poussé vets le haut., en provoquant finalement l'ouverture de la -seconde valve principale 130 (figure 3b). Il en résulte une augmentation de la pression dans le tuyau de sortie 104, cette pression étant transmise à la partie inférieure 162 de la chambre de servo-régulation 160 par l'intermédiaire des conduits 153 et 168. Cette augmentation de pression dans la partie inférieure 162 de la chambre de servo-régulation 160 permet finalement de vaincre la contre pression régnant dans

la partie supérieure 161 pour rouvrir l'orifice de régula-

teur 167. Il en résulte une augmentation des pressions ré-

gnant respectivement dans la chambre de valve d'actionnement et dans la zone située en dessous du diaphragme 140, ce qui a tendance à produire une fermeture de la seconde valve

2461,200

principale 130 et une diminution de la pression du gaz sor-

tant et de la pression régnant en dessous du diaphragme ré-

gulateur 163. Du fait que le ressort inférieur 164 contre-

balance l'action du ressort supérieur 165 quand la pression régnant en dessous du diaphragme régulateur 163 dépasse de

plus de 5 mm d'eau la pression régnant au-dessus du dia-

phragme 163, tandis que ledit ressort 165 contrebalance l'ac-

tion du ressort 164 dans le cas inverse, la pression du gaz

sortant (P0) est réglée de façon à être essentiellement éga-

le à la contre-pression (Pf), moins 5 mm d'eau ( la pression de seuil Pt En conséquence, on a la relation PO = Pf - 5 Pf - Pt, o toutes les pressions sont exprimées

en millimètres d'eau et sont définies par rapport à la pres-

sion atmosphérique.

b. Fonctionnement du système de commande thermostatique

On va maintenant-décrire en référence à la fi-

gure 4 la seconde séquence de fonctionnement importante pour

le syst&me de commande thermostatique ainsi que le fonction-

nement dea composants électriques du systère de comeande à un étage. Dans l suites on se réfgrera au mode de réalisation de!inurventinn faisant interveair une pression positive, qui

a été signé cD-dessus par l'e2pressiou "mode préféré de ré-

alisation" et oui a été weprzéenté sur les figures 1-et 2a.

Le mode de réalisation à preo.sion uégatives représenté en

partie sur la figure 2bsera décrit dans la suite en rela-

tion avec le fonctionnement de l'autre mode de réalisation

de la valve régulatrice 120, représentée sur la figure 6.

Quand la température dans le volume chauffé dont la température doit gtre réglée tombe en dessous du point

de réglage de température ambiante de la commande thermos-

statique 200, l'élément bimétallique 206 ferme ses contacts

206a de façonà enclencher une phase de combustion. En suppo-

sant que le contacteur à pression différentielle 86 se trou-

ve dans sa position normale, les contacts 86a sont fermés et les contacts 86b sont ouverts. La bobine du relais Rl 220 est excitée, en provoquant une fermeture des contacts 221,

222 et 223.

En conséquence, le moteur de ventilateur 61

démarre et une pression commence à s'établir dans la chemi-

née 80 en amont de l'orifice 70. Lorsque la contre-pression dépasse la pression atmosphérique de référence d'une valeur prédéterminée, par exemple d'une valeur de 22 mm d'eau dans

le mode préféré de réalisation, le contacteur à pression dif-

férentielle 86 change d'état et il se produit une fermeture des contacts 86b et une ouverture des contacts 86a. On est ainsi assuré d'obtenir une quantité suffisante d'air pour une combustion correcte. La bobine du relais B.1 220 reste

excitée du fait de la fermeture des contacts 222 et le sole-

noide 112 de la première valve principale 110 est correcte-

ment sollicité. En conséquence, la séquence de fonctionnement

précédemment décrite pour le distributeur de gaz 100 commen-

ce. La veilleuse d'allumage 41 est alimentée en gaz et elle

est allumée, ce qui provoque l'ouverture de la valve d'ac-

tionnement 170. La valve régulatrice 120 commence à assurer

la régulation de la pression du gaz sortant de manière qu'el-

le soit proportionnelle à la contre pression (P0 = Pf - 5)

comme précédemment décrit.

Quand le brûleur 40 est allumé et lorsque la tem-

pérature régnant dans la chambre de combustion 20 et l'échan-

geur de chaleur 30 augmente, elle est détectée par le détec-

teur 57 (figure 1) du dispositif de commande de ventilateur 56. Lorsque le point de démarrage de ventilateur est atteint

pour ce détecteur 57, le moteur de ventilateur 38 est exci-

té par fermeture des contacts principaux 58. De l'air froid est aspiré dans l'échangeur de chaleur 30 et l'air chaud est

transmis au volume à chauffer.

La phase de combustion se poursuit jusqu'à ce que le volume chauffé atteigne une température supérieure au

point de réglage de température ambiante, ce quiprovoque l'ou-

verture des contacts 206a de l'élément bimétallique 206. A ce moment,la bobine de relais Rl 220 est désexcitée et les contacts 221, 222 et 223 sont ouverts. Le solenoide 112 de

la première valve principale est désactivé et assure la cou-

pure de l'alimentation en gaz-tandis que le moteur 61 du ventilateur de cheminée cesse de fonctionner. Du fait que ce ventilateur est maintenant immobile, les pales 62 et l'orifice de limitation d'écoulement 70 sont situés dans le trajet d'écoulement de gaz dans la cheminée 80 (figure 1) et il en résulte une diminution du tirage dans la cheminée 80. En conséquence, la chaleur emmagasinée dans l'échangeur

est conservée.Le moteur de ventilateur 38 continue à fonc-

tionner jusqu'à ce que le détecteur bimétallique 57 du dis-

positif de commande de ventilateur 56 atteigne le point d'ar-

rêt de ventilateur, ce qui provoque l'ouverture des contacts

principaux 58. Si, à un certain moment au cours du fonction-

nement du brûleur, la pression différentielle détectée par le détecteur 84 tombe en dessous de la valeur prédéterminée o le contacteur 86 change d'état (en correspondance à une diminution du débit d'écoulement dans la cheminée et à une

allure de combustion excessivement basse), la bobine de re-

lais RI 220 est désexcitée de façon à couper l'alimentation

en gaz.

On voit par conséquent que le système de com-

mande thermostatique à un étage selon l'invention fonction-

ne avec commande corrective de la pression de gaz combus- tible et avec un orifice de limitation d'écoulement 70 et un ventilateur

de tirage 60 qui n'effectue un tirage, avec la perte calorifique qui en résulte, que pendant la phase de combustion. On voit également que, par un choix judicieux

de la capacité du ventilateur 60, de la dimension de l'ori-

fice 70 et des paramètres du bruleur 40,on peut faire fonc-

tionner le foyer dans sa phase de combustion à une allure de chauffe un peu inférieure au maximum de conception, ce qui permet d'augmenter encore le rendement. On peut par exemple obtenir une augmentation sensible du rendement en faisant fonctionner un foyer à 80% de son maximum nominal, au prix d'un léger allongement des délais pour atteindre le point

de réglage de température ambiante et de l'impossibilité é-

ventuelle d'atteindre le point de réglage pour des charges

de chauffage très fortes. Du fait que la vitesse du venti-

lateur et le tirage ont une influence sur la quantité d'air de combustion aspirée dans la chambre de combustion 20 et

que, comme ces paramètres agissent sur le débit d'alimenta-

tion en gaz par la contre-pression établie, le système per-

met également de commander le rapport air-gaz à l'allure de chauffe sélectionnée, en dépit de petites variations suscep- tibles de se produire au tirage. Il est en outre à noter que le système selon l'invention est également applicable à

des foyers classiques à tirage naturel dans lesquels la géo-

métrie de l'orifice de passage de fumées et de tirage natu-

rel permet encore un contrôle substantiel du tirage par l'in-

termédiaire d'un ventilateur de tirage. En conséquence, le

système selon l'invention peut être utilisé pour des réajus-

tages sur de tels foyers.

En référence à la figure 5, on va maintenant dé-

crire la séquence de fonctionnement de l'autre système de com-

mande, qui comporte une commande thermostatique à deux éta-

ges et qui permet d'établir des allures de chauffe élevée et basse. Lorsque la température du volume chauffé tombe en

dessous du point supérieur de réglage de l'élément thermosta-

tique 250, les contacts 250a se ferment et la bobine du re-

lais R4 260 est excitée par l'intermédiaire des contacts 86a normalement fermés, ce qui provoque la fermeture des contacts 261, 262 et 263. Du fait que le relais R3 280 n'est pas en action à ce moment (les contacts principaux 58 du dispositif de commande de ventilateur 56 sont ouverts), les contacts 281 du relais R3 280 sont fermés et le moteur 63 du ventilateur à deux vitesses passe à la vitesse élevée, qui correspond à la grande allure de chauffe du foyer. Une pression commence

à s'établir dans la cheminée 80 en amont de l'orifice 70. Com-

me dans le mode de réalisation à un seul étage, lorsque la

pression d'amont dépasse la pression atmosphérique de réfé-

rence d'une valeur prédéterminée, le contacteur à pression différentielle 86 change d'état, en fermant les contacts 86b

et en ouvrant les contacts 86a, de manière à exciter le so-

lenoide 112 de la première valve principale 110. En conséquen-

ce, la séquence de fonctionnement précédemment décrite pour

le distributeur de gaz 100 commence. La veilleuse d'allu-

mage 41 est alimentée en gaz et elle est allumée. La valve régulatrice 120 commence à assurer la régulation de la

pression de gaz sortant de façon qu'elle soit proportionnel-

le à la contre-pression (P0 = Pf - 5), comme précédemment décrit. Lorsque le br leur 40 est allumé et lorsque la

température dans la chambre de combustion 20 et dans l'é-

de chaleur changeur/30 augmente, cela est détecté par le détecteur de

température 57 (figure 1) du dispositif de commande de ven-

tilateur 56. Lorsque le point d'enclenchement de ventilateur est atteint pour ce détecteur, le moteur de ventilateur 38 est excité par l'intermédiaire des contacts 58, maintenant fermés. Cela produit également une excitation du relais R3 280, dont les contacts 281 s'ouvrent et dont les contacts 282 se ferment. Il en résulte une commutation du moteur de ventilateur 63 à la basse vitesse, correspondant à l'allure de chauffe plus faible, qui correspond dans le mode préfdré de réalisation à 50 à 70% de la grande al!ure de chauf fe, et nU la phase de combustion se poursuit. Quand la température dans

le volune chauffé augmente jusqu1au point de réglage de Vélé-

:îent thermostatique 250, ses contacts s'ouvrent et le moteur de ventilateur 6S ainsi que le solenofde 112 sont tous deux désexcitéso L'arret du moteur de ventilateur 38 est effectué ultérieurement, comme dans le mode de réalisation à un seul étage. Lorsque la température dans le volume chauffé tombe à un certain moment en dessous du point de réglage de l'élément thermostatique 251, les contacts 251a se ferment et le relais R2 270 est activé. Lorsque cela se produit quand

le relais R3 280 est activé (contacts 282 fermés, basse al-

lure de chauffe), il en résulte une désactivation du relais R3 (contacts 281 fermés,grande allure de chauffe). Ainsi, si

le moteur de ventilateur 63 tourne à basse vitesse, l'acti-

vation de l'élément thermostatique 251 le fait passer sur la grande vitesse. Si le relais R2 270 est activé quand le relais R3 280 n'est pas activé il ne se produit aucune modification de vitesse du ventilateur. Si une phase de

combustion commence alors que les deux éléments thermostati-

ques 250, 251 sont activés,- le relais R2 270 est alors ac-

tivé et le système ne passe pas sur la basse allure de chauf- fe quand le moteur de ventilateur 38 est enclenché.Ce n'est que lorsque l'élément thermostatique 251 fonctionne sur le point de réglage inférieur que le système peut passer à la

basse allure de chauffe.

Dans des cas o la puissance du foyer est rédui-

te pour passer à l'allure inférieure, il peut être nécessaire d'apporter une légère modification au détecteur de pression différentielle 84 pour obtenir un fonctionnement correct du

système de commande thermostatique à deux étages. Si la bas-

se vitesse du ventilateur provoque une diminution de la con-

tre pression (ou de l'aspiration dans le cas d'un système à pression négative) de sorte que la pression différentielle

nécessaire pour l'actionnement du contacteur 86 n'est pas ob-

tenue, le détecteur 84 doit alors être modifié par diminution

de la valeur requise de la pression différentielle à une va-

leur inférieure, par exemple de 6,5 mm d'eau, en vue d'éviter un arrgt du brileur quand le moteur de ventilateur 63 passe

à sa vitesse inférieure.

On voit par conséquent que le système de comman-

de thermostatique à deux étages selon l'invention fonctionne avec un ventilateur de tirage à deux vitesses et une pression de gaz combustible qui est commandée de façon corrective, en

vue d'obtenir un foyer possédant une grande et une basse al-

lure de chauffe. Comme pour le système à un seul étage, les

pertes à l'arrêt sont diminuées grâce à l'existence du ven-

tilateur 60 et de l'orifice 70 de la cheminée 80. En outre,

on peut obtenir une réduction sensible de la puissance nomi-

nale pendant une partie importante de la phase de combustion du fait que le système passe à une basse allure de chauffe

après le démarrage. Cependant, comme le système commence tou-

jours à la grande allure de chauffe et maintient cette allu-

re jusqu'à ce que l'échangeur de chaleur 30 ait atteint une

température prédéterminée qui est égale ou un peu supérieu-

re au point de rosée, on n'enregistre pas d'augmentation sub-

stantielle de la condensation, qui pourrait réduire la durée de service du foyer. En outre, le système de commande à deux étages permet au foyer de conserver la grande allure de

chauffe lorsque cela est nécessaire pour atteindre des tem-

pératures désirées sous une forte charge de chauffage ou bien dans une phase de récupération à partir d'une période

d'abaissement de la température, par exemple pendant la nuit.

c. Fonctionnement du mode de réalisation à pression négative On va maintenant décrire le fonctionnement du

mode de réalisation à pression négative conforme à l'inven-

tion, en référence aux figures 2b, 3a, 3b et 6. La séquence de fonctionnement du distributeur de gaz 100 pour ce mode

de réalisation est essentiellement la même que celle décri-

te plus haut pour les modes de réalisation à pression posi-

tive, à. l'exception de la valve régulatrice 120. La chambre à diaphragme régulateur 180 supplémentaire, visible sur la

figure 6, permet au diaphragme régulateur 163 d'être influ-

encé par une pression négative.établie dans la partie in-

férieure 182 de la chambre à diaphragme régulateur 180, au lieu de l'être par une pression positive établie dans la

partie supérieure 161 de la chambre à diaphragme 160.

Avant l'ouverture de la première valve princi-

pale 110, le diaphragme régulateur 163 et le diaphragme am-

plificateur 183 se trouvent dans leur position de repos.

Pour le diaphragme régulateur 163, cela signifie qu'il est

écarté de l'orifice régulateur 167 de manière que cet orifi-

ce soit ouvert. Pour le diaphragme amplificateurl83, la po-

sition de repos est sélectionnée, par l'intermédiaire des ressorts 164, 184 et 185 et de la longueur de la tige 190, de manière que, dans cette position de repos, la tige 190 n'applique pas le diaphragme régulateur 163 contre l'orifice

167. En conséquence, dans ce mode de réalisation, la pres-

sion atmosphérique régnant dans la partie inférieure 182 de

la chambre 180 sert à obtenir la même configuration de val-

ve régulatrice que la pression atmosphérique régnant dans la partie supérieure 161 de la chambre 160 permet d'obtenir pour le mode de réalisation de distribution 100 à pression positive de la figure 3a. Le distributeur 100, modifié comme indiqué sur la figure 6 de façon à recevoir un signal de contre-pression négative fonctionne suivant la mame séquence que pour la contre-pression positive, une fois que la première valve

principale 110 s'ouvre. A ce moment, la seconde valve princi-

pale 130 commence à s'ouvrir et le diaphragme régulateur 163

est poussé vers le haut par la pression établie dans la cham-

bre 150. Dans le mode de réalisation à pression négative, il

n'existe cependant aucune pression positive dans la zone si-

tuée au-dessus du diaphragme-régulateur 163 pour le pousser

vers le bas. Au contraire, une pression négative, ou infé-

rieure à la pression atmosphérique,est réintroduite dans le distributeur 100. Comme le montre la figure 2b, dans ce mode de réalisation, le conduit de contre-pression 90 est relié en un point situé en aval d'un orifice 70b, lui-même placé

en amont du ventilateur 62 qui aspire les produits de com-

bustion au travers de-l'orifice de limitation d'écoulement b pour les refouler dans l'atmosphère. En conséquence, la zone située entre l'orifice 70b et le ventilateur 62 est mise en dépression. Cela produit une baisse de pression dans

l'orifice 70b, et par conséquent une augmentation de pres-

sion dans le ventilateur 62. Spécifiquement, la pression né-

gative produite entre l'orifice 70b et le ventilateur 62

esirenvoyée à la partie inférieure 182 de la chambre de ré-

gulateur 180, qui complète la valve régulatrice 120 dans ce mode de réalisation. Cette pression négative a tendance à tirer le diaphragme 183 vers le bas et de faire déplacer,

par l'intermédiaire de la tige 190, le diaphragme 163 éga-

lement vers le bas. La géométrie de ces parties est choisie de façon que le diaphragme 163 puisse être entraîné vers le bas suffisamment loin pour obturer l'orifice 167. De cette

manière, la pression négative établie dans la partie inférieu-

re 182 de la chambre 180 est utilisée pour produire le même

effet général de régulation qu'on obtiendrait avec une pres-

sion positive établie dans la partie supérieure 161 de la chambre 160. En fait, par un choix approprié des ressorts

164, 184 et 185 et en donnant au diaphragme 183 la même é-

tendue que le diaphragme 163, on peut obtenir théoriquement la même relation entre la pression de sortie de gaz et la contre-pression que dans le mode de réalisation à pression positive, A savoir la relation P0 = Pf-Pt, o Pf_ désigne

la valeur absolue de la différence entre la pression atmos-

phérique et la contre-pression, exprimée en millimètresd'eau.

Le reste de la relation est conforme à ce qui a été dé6fini ci-dessus. Le mode de réalisation à pression négative du

distributeur de gaz 100 présente deux différences importan-

tes par cotparaison au mode de réalisation à pression positi-

ve. Eu premier lieus en faisant varier les dimensions relati-

ves du diaphragme amplificateur 153 et du diapheragîûe regula-

* teur L135 on peut donner au rapport de P à, PS des valeurs autreos que 1'unité. Du fait que la force exercée sur le diap phragme 163 par l'terédiaire de la tige 10 dépend à la

alois de la pression P f et de la surface du diaphrag- e ampli-

ficateur!83, l'influence d'une pression négative donnée peut Gtre amplifiée par comparaison à!Jinfluence qu'une pression

positive de la même grandeur aurait dans la chambre de servo-

régulation 160. Par exemple, si le diaphragme amplificateur 183 est agrandi par rapport au diaphragme régulateur 163 (comme indiqué sur la figure 6), la relation précitée devient

P0o = KPf - Pt, o K désigne une constante supérieure à 1.

Si le diaphragme amplificateur est diminué par rapport au dia-

phragme régulateur, K est inférieur à 1. La pos sibilité de

faire varier la valeur de K donne plus de souplesse au sys-

tème de commande à pression négative lors de la conception de l'équipement de commande servant à la régulation du rapport air- combustible. La seconde différence entre les systèmes de

commande à pression négative et à pression positive concer-

ne le problème de la condensation dans le conduit de contre-

pression 90 et dans les chambres reliées à celui-ci. La te-

neur en vapeur d'eau relativement élevée des produits de com- bustion passant dans. la cheminée 80 augmente le risque de

condensation dans des chambres o ces gaz sont collectés, no-

tamment lorsque les gaz se refroidissent. Pour une contre

pression positive, des produits de combustion peuvent péné-

trer et ëtre collectés dans le conduit 90 et dans la partie supérieure 161 de la chambre 160, à moins qu'on ne prévoie un moyen de purge approprié (comme décrit dans la suite). Pour une contre-pression négative d'autre part, du gaz a tendance

à s'échapper du conduit 90 et à pénétrer dans la cheminée 80.

S'il existe une petite fuite d'air dans le conduit 90, il peut en résulter un écoulement suffisant dans la cheminée 80 pour empêcher des produits de combustion de diffuser dans le conduit 90. En fait, pour établir un tel écoulement, on peut introduire un petit écoulement d'air de fuite contrôlé (non représenté) dans le conduit 90 ou dans la partie inférieure

182 de la chambre à diaphragme 180 à laquelle il est relié.

En conséquence, le conduit 90 est automatiquement purgé avec

de l'air à chaque fois que le ventilateur 60 est en service.

Il n'est pas nécessaire de prévoir de purge par du gaz com-

bustible.

Le reste du système de commande à utiliser

avec le mode de réalisation à pression négative du distri-

buteur 100 est identique à ce qui a été représenté sur la figure 4 (commande à un étage) et sur la figure 5 (commande

à deux étages), à l'exception des détecteurs de pression dif-

férentielle 84 et 94. Comme indiqué ci-dessus, pour le mo-

de de réalisation à pression négative, le contacteur 86 est modifié de façon à changer d'état quand la pression régnant

dans les conduits 85 et 90 se trouve à un niveau prédétermi-

né en dessous de la pression atmosphérique de référence, au lieu d'être à un niveau prédéterminé au-dessus de la pression

atmosphérique. Lorsque cette pression différentielle est dé-

tectée, la commutation des contacts 86a et 86b se produit com-

me dans le système à pression positive. L'objectif est à nou-

veau de vérifier si on dispose de la quantité appropriée d'air de combustion pour obtenir une combustion correcte (c'est-à- dire la détection de l'allure minimale de chauffe). En ce qui

concerne le détecteur de pression différentielle 94, celui-

ci devient redondant du fait que le détecteur 84 peut mainte-

nant déceler une condition d'obstruction de la cheminée. Avec

le système à pression négative, une obstruction dans la chemi-

née diminue la perte de charge dans l'orifice 70b. Quand la pression différentielle détectée par le détecteur 84 devient

trop faible,le contacteur 86 change d'état et il se produit u-

ne ouverture des contacts 86b et une fermeture des contacts

86a. L'écoulement de gaz est arrêté. Par ailleurs, les sé-

quences de fonctionnement des circuits représentés sur les

figures 4 et 5 sont identiques pour des contre-pressions po-

sitivesou négative et il est inutile de répéter leur descrip-

tion. d. Elêments caractéristiques supplémentaires Une caractéristique de sécurité importante du système selon l'invention est établie par le second détecteur de pression différentielle 94, mieux visible sur les figures 1, 2a et 2b. Quand le ventilateur de cheminée 60 fonctionne normalement, la pression à la sortie de cheminée, mesurée en

aval du ventilateur 62 et de l'orifice 70 (60b dans la varian-

te) doit toujours rester essentiellement identique à la pres-

sion atmosphérique. Dans ces conditions, le brûleur 40 doit pouvoir être enclenché et arrêté normalement. Cependant, au cas o la cheminée 80 serait obstruée en aval de sa liaison

avec le conduit 95, il peut se produire une condition dan-

gereuse et le brûleur 40 ne doit pas être utilisé. Dans le

système selon l'invention, le détecteur de pression différen-

tielle 94 et son contacteur associé 96, comportant des con-

tacts 96a (figures 4 et 5) détectent une condition d'obstruc-

tion de la cheminée et font en sorte que le brûleur 40 soit

arrêté ou ne puisse pas commencer une phase de combustion.

Cela se produit de la manière suivante.

Comme décrit précédemment, le détecteur de pression dif-

férentielle 94 et son contacteur associé 96 sont conçus de manière que les contacts 96a soient normalement fermés. Cet état des contacts existe à chaque fois que la pression à la sortie de cheminée ne dépasse pas la pression atmosphérique

d'une valeur supérieure à une quantité déterminée, par exem-

ple de 6 mm d'eau. Quand la pression à la sortie de la che-

minée dépasse la pression atmosphérique d'une valeur supé-

rieure à 6 mm d'eau, les contacts 96a s'ouvrent de façon à arrêter complètement le courant à la sortie du secondaire du transformateur 210. L'effet immédiat de cet arrêt du courant

est de désactiver le solenolde 112 en vue de couper l'alimen-

tation en gaz. Comme indiqué ci-dessus, cette caractéristique de sécurité est redondante dans lecas d'un systèmeà pression

négative,mais elle est également applicable à un tel système.

Parmi les améliorations ou les variantes du mode préfé-

ré et des autres modes de réalisation de l'invention, il in-

tervient certaines caractéristiques de sécurité supplémentai-

res. Par exemple, le détecteur de température 57 peut compren-

dre un troisième point de réglage,correspondant à une condi-

tion dangereuse et à un niveau de température supérieur aux points d'enclenchement et d'arrêt du ventilateur 34, ainsi que les seconds contacts 59, normalement fermés, actionnés par le détecteur 57 et connectés en série avec le primaire du transformateur 210, comme le montrent les figures 4 et 5. Le

point de condition dangereuse est choisi de façon qu'une tem-

-pérature anormalement élevée dans l'échangeur de chaleur puisse être décelée.Lorsqu'une telle température est détectée, les seconds contacts 59 normalementfermés sont ouverts, en coupant le courant du côté primaire au transformateur 210 de

sorte que le système est arrêté. Cela élimine des risques cau-

sés par une poursuite de la combustion avec une température

d'échangeur de chaleur anormalement élevée.

Une seconde caractéristique de sécurité supplémen-

taire qui peut être incorporée au système de commande se-

Ion l'invention est établie par un détecteur de pression qui a pour fonction de détecter une basse pression du gaz sortant,

cette condition pouvant parfois conduire à une combustion a-

normale dans le brûfleur 40. Ce détecteur de basse pression de gaz détecte la pression régnant dans le tuyau de sortie de

gaz 104 et il n'intervient qu'une fois qu'une phase de combus-

tion normale a commencé, afin de ne pas gêner le démarrage.

Une intervention du détecteur de basse pression de gaz produit une coupure de l'alimentation en gaz et un arrêt normal du reste dusystème, par un processus semblable à celui utilisé

dans le cas d'une obstruction dans la cheminée.

Unie autre caractéristique avantageuse du sys-

tême selon l'invention aéêté mise en évidence sur les figures l, 2a et 3a et 3b qui représentent un dispositif de purge du conduit de ooAtrepression 90, Du fait que, dans le mode de i'êaliîation à pression poaitive, le conduit 90 est reliè à

une zone de la cheninée $0 qui est soumise à une pression é-

levée,!e prodlits de combustion arrivant dans cette zone ont tendance à diffuser dans le conduit 90 et dans la partie

D@ snpnienre 162 de la chn-m- re de se 1gulation l0. Finale-

mentsces)rcLuits de cozbnstion qui contiennent environ 10% de vapeur d'eau, pourrient provoquen une condensation et can= ser une corrosion, et éventuellement une perturbation dans le trajet de la contre-pression. Pour éviter une telle situation

indésirable, on utilise un trs petit écounleent de gaz com-

bustible provenant du distributeur 100 et canalisé jusque dans

la cheminée 80 par l'intermédiaire du conduit de contre-pres-

sion 90.

Pour produire le petit écoulement de gaz dési-

ré, on pique sur le tuyau de sortie de gaz d'allumage 102 un conduit d'admission de gaz d'allumage 106, mieux visible sur

les figures 3a et 3b. L'autre extrémité de ce conduit d'ad-

mission de gaz d'allumage 106 est reliée au conduit de con-

tre-pression 90 en un point situé à proximité étroite de la

jonction du conduit 90 avec la cheminée 80. Ce point de jonc-

tion avec le conduit de contre-pression 90 est choisi de ma-

nière à atténuer les difficultés susceptibles d'être rencon-

trées lors d'une obstruction du conduit 90. Si l'obstruction

se produit entre lepoint de jonction avec le conduit d'ad-

mission et le distributeur de gaz 100, du gaz de purge s'écou-

le encore dans la cheminée 80. D'autre part, si l'obstruction

se produit entre le.point de jonction avec le conduit d'ad-

mission et la cheminée 80, du gaz provenant du conduit d'ad-

mission 106 est canalisé vers la partie supérieure 161 de la chambre 160. Cela peut provoquer une augmentation anormale de la pression du gaz sortant. En conséquence, on choisit le

point de jonction du conduit d'admission pour réduire au mi-

nimum la longueur de la partie plus vulnérable du conduit 90.

Du fait que le gaz dérivé de la sortie de gaz d'al-

lumage 102 se trouve à la pression de service, qui est tou-

jours supérieure à la pression du gaz sortant, qui est elle-

même toujours inférieure à la contre-pression positive,-la pression du gaz s'écoulant dans le conduit d'admission de gaz d'allumage 106 contrebalance suffisamment la pression établie dans le tuyau 90. Du gaz de purge diffuse dans la zone de pression située en amont de l'orifice 70, au lieu que des

produits de combustion s'échappent de cette zone par diffu-

sion. En donnant une très petite dimension à l'orifice de prise 107 prévu dans le tuyau de sortie de gaz d'allumage 102 et/ou en donnant un très petit diamètre intérieur au

conduit d'admission de gaz d'allumage 106, on peut mainte-

nir négligeable l'effet du gaz de purge sur la pression ré-

gnant dans le conduit 90 et on peut maintenir à une valeur faible l'écoulement effectif de gaz progressant vers la zone de contre-pression. Un écoulement très limité de gaz dans le conduit d'admission 106 est également souhaitable du point de vue duco t d'exploitation et pour éviter toute addition importante de matière combustibles aux produits chauds de combustion passant dans la cheminée 80. Si par exemple le

trajet de purge est limité par un orifice de 0,15 mm de dia-

mètre, st si la pression du gaz d'allumage dans le tuyau de sortie 102 dépasse la contre-pression d'une valeur d'environ mm d'eau, on estime qu'on peut effectuer la purge en faisant intervenir annuellement un maximum d'environ 15 mètres

cubes de gaz.

Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation cidessus décrits et représentés, à partir des- quels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de

réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention.

Par exempleil est clair qu'on pourrait utiliser d'autres con-

ceptions de distributeur de gaz à effet modulateur pour rem-

plir essentiellement la même fonction de commande. On pourrait remplacer les éléments thermostatiques bimétalliques ainsi que les contacts et relais représentes par d'autres détecteurs et dispositifs de commande à semiconducteurs. Il est également

clair que le signal de contre-pression représentant un écou-

lement de fumées dans la cheminée pourrait être transmis par

d'autres moyens, tels que des systèmes mécaniques ou électri-

ques, et qu'on pourrait utiliser dans la boucle de réaction des données autres qu'une pression, et présentant la relation désirée avec le débit de fumée dans la cheminée. En outre, le principe du ventilateur de tirage et de contre-pression de gaz

écoulé dans la cheminée pourrait être adapté à différents au-

tres types de systèmes de chauffage, utilisant d'autres com-

bustibles et dans lesquels une diminution de capacité nomina-

le et une régulation de débits pondéraux des matières premiè-

res de combustion peuvent influencer le rendement de l'instal-

lation. Il est également à noter que le système selon l'in-

vention peut être utilisé à la fois pour une modification de foyers existants, y compris les foyers à tirage naturel, ou

bien pour la fabrication de nouveaux foyers.

Claims

REVENDICATIONS

1. Système de chauffage, comprenant une chambre de com-

bustion 20 pourvue d'un br leur à combustible 40 et d'une cheminée d'échappement 80, système caractérisé en ce qu'il comprend un ventilateur 60 relié à la cheminée de façon à produire un tirage dans celle-ci et à aspirer l'air dans la

chambre de combustion, un dispositif installé dans la che-

minée pour former un étranglement d'écoulement 70 dans cette

cheminée d'un côté du ventilateur, une commande d'alimenta-

tion en combustible 100 réagissant à un signal de commande re-

présentant un débit pondéral dans la cheminée-d'échappement en vue de fournir du combustible à un débit proportionnel à

la grandeur du signal de commande, un moyen 84 pour détec-

ter une quantité représentant le débit pondéral passant dans

la cheminée d'échappement au travers du dispositif d'étran-

glement d'écoulement et pour transmettre ladite quantité dé-

tectée, sous la forme d'un signal de commande, à ladite com-

mande d'alimentation en combustible, ainsi qu'une commande de

ventilateur pour enclencher et arrêter ledit ventilateur.

2. Svstème de chauffage selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que le combustible est un gaz, en ce que ladite commande d'alimentation en combustible 100 réagit à un signal de pression de gaz et en ce que ledit moyen de détection 84 comprend un conduit 90 qui relie la commande d'alimentation en combustible à une zone de la cheminée 80 qui est située d'un côté du dispositif.d'étranglement d'écoulement 70 et qui assure la transmission de la pression de gaz régnant dans

cette zone à la commande d'alimentation en combustible.

- 3. Système de chauffage selon la revendication 2, carac-

térisé en ce que ledit conduit est relié à une zone de la cheminée qui est située sur le coté d'amont du dispositif

d'étranglement d'écoulement.

4. Système de chauffage selon l'une des revendications

2 et 3, caractérisé en ce qu'il comprend unmoyen 107 pour introduire un petit écoulement de gaz de purge dans ledit conduit en un point de sa longueur, ledit gaz de purge se trouvant à une pression supérieure à la pression transmise par ledit conduit afin d'empêcher une diffusion importante de produits de combustion de ladite cheminée dans ledit conduit. 5. Système de chauffage selon la revendication 4, carac- térisé en ce que le point d'introduction de gaz de purge est situé à proximité étroite de la jonction dudit conduit

avec ladite zone de la cheminée d'échappement.

6. Système de chauffage selon l'une des revendications

4 et 5, caractérisé en ce qu'il comprend une source d'alimen-

tation en gaz d'allumage 106 et en ce que ledit petit écou-

lement de gaz de purge est pris à ladite source de gaz d'al-

lumage.

7o Système de chauffage selon l'une quelconque des re-

ve-dications 2 à 6. caractérisé en ce que ledit dispositif d'étranglement d'écoulement est placé sur le côté d'amont du ventilateur et en ce que ledit conduit est relié à unue zone de la chemlinée qui est placée entre le dispositif d'étrangle=

ment et le ventilateur.

8. Système de chau2ffage selon l'une quelconque des re-

vendications 4 à 7, caractérisé en ce que le moyen 107 serl vant à introduiie un petit écouledent de gaz de purge crée une fuite d'air contrôlée dans ledit conduit 9. Système de chauffage selon l'une quelconque des reven= dications 2 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen 84 pour détecter une pression atmosphériqueun moyen pour comparer la pression atmosphérique et la pression transmise à la commande d'alimentation en combustible et un moyen 200

autorisant l'arrivée de combustible au brûleur quand la dif-

férence entre la pression fournie à la commande d'alimenta-

tion en combustible et la pression atmosphérique dépasse une

valeur prédéterminée.

10. Système de chauffage selon l'une quelconque des re-

vendications 2 à 9, caractérisé en ce que ladite commande d'alimentation en combustible 100 comprend une valve de servo-régulation de gaz 160 qui fournit du gaz au brûleur à une pression qui est proportionnelle à la grandeur de la pression

de gaz transmise à la commande d'alimentation en combustible.

11. Système de chauffage selon l'une quelconque des re-

vendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen pour déterminer si ladite quantité représentant un débit pon-

déral dans la cheminée d'échappement dépasse une valeur prédé-

terminéeet un moyen 86 pour autoriser l'arrivée de combusti-

ble au brûleur quand ladite valeur prédéterminée est dépassée

et pour empêcher l'arrivée de combustible au brûleur quand la-

dite valeur n'est pas dépassée.

12. Système de chauffage selon l'une quelconque des re-

vendications 1 à 11, caractérisé en ce que ladite commande

d'alimentation en combustible comprend un moyen 94 pour dé-

tecter une pression régnant dans la cheminée d'échappement en

aval du ventilateur et du dispositif d'étranglement d'écoule-

ment,un moyen pour détecter la pression atmosphérique et un

moyen 96 pour couper l'alimentation en carburant quand la pres-

sion détectée dans la cheminée dépasse la pression atmosphé-

rique d'une valeur prédéterminée.

13. Système de chauffage selon l'une quelconque des re-

vendications 1 à 12, caractérisé en ce que ledit ventilateur peut fonctionner à plusieurs vitesses haute et basse et en ce que laditecommande de ventilateur agit de façon à faire

fonctionner le ventilateur à chacune desdites différentes vi-

tesses de manière que le système de chauffage puisse opérer

à plusieurs allures de chauffe.

14. Système de chauffage selon la revendication 13, ca-

ractérisé en ce qu'il comprend en outre un échangeur de cha-

leur 30,ladite commande de ventilateur agissant de façon à

commencer à faire fonctionner le ventilateur à une première vi-

tesse élevée puis àle commuterà une seconde vitesseplus len-

te quand une température,qui n'est pas sensiblement inférieu-

reau point de rosée, existe dans ledit échangeur de chaleur.

15. Système de chauffage selon la revendication 14, ca-

ractérisé en ce que ladite première vitesse supérieure du ven-

tilateur oblige le système de chauffage à opérer pratiquement à son allure de chauffe maximale nominale tandis que la seconde vitesse plus lente,oblige le système de chauffage à opérer

une ailure de chauffe qui est inférieure au maximum nominal.

16. Système de chauffage selon l'une des- revendications

14 et 15, caractérisé en ce que la commande de ventilateur comprend un moyen pour déterminer un point de réglage de température pour un volume chauffé par ledit système, un moyen pour détecter une température dans ledit volume chauf- fé et un moyen pour empêcher une commutation du ventilateur

à sa seconde vitesse plus faible quand la température détec-

tée dans le volume chauffé est inférieure d'une quantité

prédéterminée au point de réglage de température dudit volu-

me.

17. Système de chauffage selon l'une des revendications

14 et 15, caractérisé en ce que la commande de ventilateur

comprend en outre un moyen pour déterminer un point de régla-

ge de température d'un volume chauffé par le système de chauf-

fage, un moyen pour détecter la température dans ledit volume chauffé et un moyen pour faire passer le ventilateur de sa seconde vitesse plus basse à sa première vitesse plus haute

quand la température détectée dans ledit volume est inférieu-

re d'une quantité prédéterminée audit point de réglage de

température dudit volume.

18. Système de chauffage selon l'une quelconque des re-

vendications 1 à 17, caractérisé en ce que la commande d'ali-

mentation en combustible réagit à un signal de commande de contrepression Pf et fournit du combustible au brûleur à une pression de sortie variable P0 quand la contre-pression Pf

dépasse une pression de seuil prédéterminée Pt, ladite pres-

sion de sortie variable P0 étant liée à ladite contre-pres-

sion variable Pf et à ladite pression de seuil prédétermi-

née Pt par la relation suivante P0 = KPf - Pt, o K désigne une valeur essentiellement constante qui est caractéristique

de la commande d'alimentation en combustible.