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: l)i.po8S.t±t., d4t"tt*r de surchlotre et 4401tftche\ir','
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'., un dispositif détecter . l" 4,,'¯,.:..1\t,.t\.t.otQr une surchautte .d.: Ma,,,., triao de vapeur. Plus parfiurFltrt,#.^'fr";;5':vtiandtecte une curchauf- tl 4.. ,:t\i'b.;"'4:'9.Í.fijf\'I' tel qu'un tubs.bou- chie ...:P;;":'.i:;.tt!.t4. ov1tat1on 8tO., , rs " ,rio, i..,ddéà,,",çi, t 'a àa la chaude, et ce d 114#', .r$' .,:t' tout Ali donnant \ tIf"a1a...,": ,', 4'' b"'.;. '" '.,',- '.
/, ;.., H.aimjt état*, invention t'appliqua t des ülioelWiâ dQ '; t1P-::'."" 4'" ou a 4'.utr.. chaudières dans '.' '......' .':..5 . '' ' " ...,,1.
,.1.,.11A,,:&.a :,',.,'''f' sapeur fait partie de la sur.
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face de transmission de la chaleur/ c'est-à-dire est exposée aux gaz de combustion et au rayonnement des flammes du brûleur, ' Jusque présenta on détectait habituellement la tempéra- ture de sortie de la vapeur au moyen d'un interrupteur thermique .
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ima'1 ou analogue !3'!n# arrêter le brûleur ou toute la ohaudifere ou à diminuer 1 arrivée de combustible au brûleur en agissant mécaniquement sur une valve doieule, Dans oe type de dispositif de commande limitant la température de la vapeur la conduite de sortie se dilate par rapport à une tige placée dans la
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conduite et faite d'une matière a coefficient de température înfd-' rieur, ta =se cet donc exposée au passage de la vapeur et une'' partie de la conduite est exposée au,% m de toisbustion et aux lsadiationo des Iliminit do 14 ihiudièrt.
L4 dto#40&tïf dit type lui aible a la vapeur mentionné plus haut niest utile que pour des conditions de surchauffe dans lesquelles la température excessive des tubes s'accompagne d'une augmentation correspondante de la tem- pérature de sortie de la vapeur et lorsque le débit massique de la vapeur alimentant le dispositif détecteur est suffisant pour transmettre de la pâleur rapidement au dispositif. te dispositif détecteur mentionné plus-haut qui utilise une tige logée dans la conduite est agence de façon que la conduite qui se dilate soit en partie exposa aux gaz de combustion* en partie au
réfractaire (qui peutêtre chaud ou .froid) et à la vapeur qui passe sur sa sur-
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face intérieure, La tige sst 'a3cppoaée à de la vapeur uniquement. Le dispositif de commande de la température répond donc à une combinaison de température du réfractaire, de la vapeur et de la surface
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de la conduite plutôt outà la température de la surface de la con- duite seule.
De plus* les réglages des deux types Mentionnas plus haut varient par suite du cheminement des métaux à haute tempéra- ture,
Cela étant, la présente invention a notamment pour buts de procurer! un détecteur pour des chaudières a-vapeur qui évite les
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difficultés précitées et qui mesure la température de la surface de la conduite de ortie de vapeur;
un détecteur de surchauffé combiné avec un déclencheur mesurant la température de surface d'un endroit déterminé expert- mentalement comme "point chaud" de la conduite de sortie de vapeur le signal de température obtenu représentant ainsi la température superficielle du tube d'eau;
un détecteur de surchauffe combiné avec un déclencheur
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pour une chaudière à vapeur qui utilise un thormocouple faisant corps avec 1a conduite de sortit de vapeur et un déclencheur ao- tiorànd par le thimooduplt qui eenpfeMe un Stinde tique) et un oi rouit de ddelsnôhtaent tftJH*it *il4 tMvMt a tu ter le brûleur principal de la chaudière lorsqubuno turehauffe se produit*
D'autres buts, particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée donnée ci-après,
à titre d'exemple* avec référence aux dessins annexés dans lesquels*
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la ?ig,l est une vue schématique d'une chaudière,on par. tie arrachée pour montrer le montage du détecteur de l'invention
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dans la chaudières la Fil* 3 est 944 vue de la conduite de sortie de vapeur et montre la cannelure prévue pour recevoir le thermoeouple sui- vant l'invention;
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la Fîs.3 **t une coupe transversale en substance suivant la ligne 3- de la Fi<:.2; la Fi g. 4 est une vue fragmentaire à plus grande échelle d'une partie de la conduite de sortie de vapeur, en partie en coupe et en partie arrachée pour montrer la relation existant entre la jonction du thermocouple et la conduite de sortit;
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la Fi g. 5 est une coupe transversale en substance suivant la ligne 5-? de la ?ig*41 la Pi g. 6 est une vue semblable à la ?1&,4imais montre une varient* de l'invention;
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la rts.,7 si une coupe transversale ta substance suivant -la ligne 7-7 &9*U Pif* 6> la Pig.8 est un schéma électrique du détecteur de sur., chauffa à dolenoheupjet, la Fig9, est une vue schématique des contacts pour les
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.,- relais.
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Les dessine et en particulier la Yitel représentent ochêmatiquoinent une chaudière M, qui peut être de n'importe quelle tome désira. La chaudière comprend une paroi extérieure 11 qui ttt ici en substance cylindrique et qui est pourvue .l'un fond arr3 le IP et d'un fond avomt lis une $dite do *!*## d#tal4 sa sorpsatta 14 sont Mat<< dage la oul'1 i expoddi t 148 64 Mtti d'un brûleur bzz monté dans la fond avant Il de la ohaudibrot tes tubes dfaau 14 sont continu$ et comprennent une enduite dotntrit 17 et une conduite de sortis 16 qui traversent la paroi de la chau-
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dire.
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Le dispositif détecteur de surchauffe et déclencheur de la présente Invention comprend un détecteur 13 qui est monté à l'arrie- re de la ohmdibro sur la conduite de sortit et dans une position duii laquelle il est exposi aux #A$ de ombuotîon et aux radiatiôni des flammos du brûleur, plus 14 détasisaur 18 @et zone
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té sur la conduite de sortie de sorte que sa surface extérieure est exposée aux gaz de combustion et aux radiations des flammes du brûleur, tandis que sa surface intérieure est exposée à la vapeur et à l'eau en circulation. Cela étant, le détecteur peut réagir à un état de surchauffe qui se produit sur une utre partie de la surface de transmission de la chaleur des tubes d'eau.
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L'emplacement du détecteur dans 2a haudüra est critique pour réagir convenablement et détecter des codifions de surchauf- fo et il doit par conséquent être placé à un,')point chaud" dans la chaudière, Comme le entrent les Fige. 2 à 5e un thermocouple a
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extrémité fermée en fer-constantan 19 est loti dans un renfoncement
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oblong formant cannelure 30 Ménage 3ongituditaiernant dans la con- duite de sortie 16, Comme le montre la ''ig.r la il'x=olure 20
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s'étend le long de la conduite de sortie 16 sur une distance allant
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de 1 Intérieur à l'extérieur de la chaudière, Le tharraaooupxe 19 comprend un fil de oonatantan 21 noyé dans une isolation à haute température 22 telle que de l'oxyde de magnésium ou une matière analogue,
qui est à son leur reçue dans une gaine de fer 23. ta gaine de ter tome donc un conducteur du thermocouple tandis que le fil de constantan tome l'autre oondue- tour, La jonction du thermocouple Indiquée par le chiffre e4# ng*4# est située au point chaud" le long de la cof\4uite'de sortit 16tt Saine de fer est convenablement brisée ou soudé*, de préférence au cuivre, dans la cannelure 20 de la conduite, corne indiqua par le
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chiffre 25,
pour former entre la ilne et la conduite une base établissant un trajet de transmission de la chaleur entre elles* La gaine est ainsi maintenue à une tepratureproche de celle de la conduite pour empêcher toute oxydation et préserver la loneevi- td de la Saine tout en assurant que la jonction du thomocouple reprisent* la température du point chaud de la conduite* De plue, la brasure solidarise effectivement la conduite du themocouple, c'est-à-dire que le theraaooup3,e fait corps avec la conduite.
Il se comprend que des therMOoouplee d'autres types peuvent étre utilitet pour former le détenteur les une variante de thonseouple est reprdaontêt sur le& ?toit et 1 et un fil 4t Constantin 27 est toüdd sur la conduite de sottie 16 à l'extraie de la cannelure* corne indique par le chiffre glu Une isolation à haute température appropriée 28, telle qu'un enrobage de eérmaiqut entoure le fil métallique et un recouvrement d'acier 29 est soudé sur l'isolation à la conduite pour protéger le fil de constantan et l'isolation d'une surchauffe,
d'une détérioration et d'une exposition à une action chimique par des gaz de combustion et pour maintenir le recouvrement à une température proche de la températu- re de la conduite de sorte que la température de la jonction repré- sente en substance la température de la surface de la conduite,
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Dans cette forme d'exécution, le recouvrement d'acier et la condui- te d' entrée forment 3.'autre conducteur du thermocouple.
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Sur la g.8, un déclencheur électrique est représenté et est utilisé en combinaison avec le détecteur superficiel du type à tiierrao couple 18 et est actionné lorsque la température superficiel. le des tubes d'eau dépasse la température normale et avant que soit atteinte une température superficielle susceptible de détériorer les tubes, par exemple de provoquer leur oxydation ce qui diminue.
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rait leur longévité, L'actionnera ont de et déclencheur électrique* lorsque le détecteur détecte une surchauffa des tubes d'eau, sert à déclencher le brûleur pour l'arrêter et à donner l'alarme.
Ce déclencheur électrique comprend une alimentation de
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courant '0 comprenant un transformateur de puissance 31, un redres- leur 32, des condensateurs 33 et 34, et un diviseur de tension comprenant une résistance variable 35 et une résistance fixe 36.
Le transformateur de puissance 31 comprend un enroulement primaire
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37 qui est convenablement connecté à une tension alternative, un premier enroulement secondaire 38 et un second enroulement secon-
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daire '9. Le redresseur 32e les condensateurs 33 et z4 et les ré. aistances 35 et 36 du diviseur de tension en général actionnés par le premier enroulement secondaire 38.
Des dispositifs élimai- nont les surtensions 40 et 401 sont aeaattt<< aux premier et ayez enroulements seeenâaires 38 et 39 rooptoUV 949$ pMf protig4t le éléaente du circuit tels que les transistor , toto contre les surtensions, L'alimentation de courant 30 fournit du courant alterna* tif par le second enroulement secondaire 39 à un amplificateur ma- gnétique 41 et du courant continu à un circuit de déclenchement transistorisé 42. De plus, une tension de polarisation est fournie au circuit de déclenchement 42 et à un circuit de la tension de référence du thermocouple 43.
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Le circuit de la tension de référence du thermocouple 43 ecTiprénd des résistances fixes z , et 46 et une résistance varia-
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L'amplificateur magnétique 41 comprend une bobine d'in-
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4uet1on 49. des redresseurs de saturation 50, 51# '2 et 53$ des résistances 54 et 55 et une résistance de charge 56.
La résistance de charge 56 est shuntée par un condensateur de filtrage 57 et un redresseur 58 empêche toute inversion de la polarité
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La bobine 49 comprend un enroulement de commande 59 conneot' en série avec le themocouple 19 et des enroulements 60, .61, 62 et 63 respectivement connectés en edrie avec les redresseurs
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de saturation 50# 51$ 52 et 53* Le circuit de deeleneheaeat transistoïllé 42 est du type sensible au niveau de tension et comprend des transistors 64à et 6S< des rêsistanots 661 b 68 et 6, un O0n4I1..tlU. 91 et un rtdrosseur 70. On relait pilote Il est excite par le etrouit de -déclenchement 42.
On redrestour à diode 'la 4#t oom4otd au relais pilote pour protéger le transistor 65 des surtensions lorsque la charge inductive de l'enroulement du relais pilote est interrompue,
La résistance 6$ ensemble avec un condensateur 72 forment
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un circuit pulsatoire" La fig. 9 représente un dispositif servant à interconnec- ter le dispositif de commande de la chaudière et le dispositif de commande électrique de la Fig.S et comprend des circuits de signa- lisation du brûleur et d'alarme 73 et 74 respectivement et un cir- cuit de signalisation de relais 75.
Le circuit 75 comprend un relais 76 actionnant des contacts 77 dans le circuit 75, des con- tacts 78 dans le circuit 73 et des contacte 79 dans le circuit
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pul.ato1r.. Le relais pilote 71 actionne des contacte 80 dans le circuit de signalisation de relais 75 81 dans le circuit de signa* lisation d'alarme 74 et 82 dans le circuit de signalisation du
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brûleur 73, Tous les contacts de relais sur les Figo, 8 et 9 sont représentée avec les relais en position désexcitée.
Des montages de thermocouples supplémentaires peuvent être ajoutés à l'alimentation de courant 30 en ajoutant pour cha. que montage un circuit de tension de référence séparé, un amplifi- cateur magnétique séparé et un circuit de déclenchement ainsi qu'un
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relais pilote séparés, Lorsque les montages doivent être du type à fiche interchangeable, on ajoute une résistance 83 pour compen* ser les variations de charge dans la tension de polarisation lors- que le nombre de montages est augmenté,
Dans un fonctionnement normal, le relais 76 est excite par le dispositif de commande de la chaudière par un signal appli- qu'au circuit de signalisation de relais 75. Le courant passe 'par les contacts normalement ouverte 79a du relais 76,
par les ré- sistances 47,44, 45 Pour arriver à la borne B-indiquée en 84.
Une tension de référence apparaît alors aux bornes de la résistance 44 et sa polarité est opposée à celle de la tension tu thermocouple.
Cette tension de référence produit un Gourant dans l'enroulement de commande 59 qui est amplifié par l'amplifieateur Magnétique 41 et qui apparaît ensuite tous tome 4'une tension aux bornes de la résistance de charge 56, La polarité de cette tension est opposée à celle de la tension de polarisation de la résistance de charge
35. Le circuit de déclenchement transistorisa 42 reste excité avec le transistor 64 coupé et le transistor 65 satura ou conducteur* Le relais pilote 71 est ainsi excité et ferme les contacts 82 pour fermer le circuit du dispositif de commande du brûler qui est connecté au circuit de signalisation de brûleur 73.
Le contact 7$ se ferme avec le contact 77 lorsque le relais 76 est excité. Le relais pilote., lorsqu'on ferme le contact 82, ouvre les contacts
80 et 81.
Lorsque la tension du thermocouple augmente jusqu'à, attein- dre la valeur de déclenchement correspondant à un état de surchauf- fe au détecteur à thermocouple, le courant dans l'enroulement de commande 59 est diminué et diminue ainsi la tension dans la résis- tance de charge 56. La tension fournie au circuit de déclenchement 42 est ainsi abaissée au niveau de déclenchement et le circuit de déclenchement désexcite le relais pilote 71.
La désexcitation du relais pilote 71 ouvre les contacts 32 et ferme les contacts 80 et
81, coupant ainsi l'arrivée de courant au dispositif de commando du brûleur tout en fermant le circuit d'alarme qui est connecté au
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circuit de signalisation d'alarme 74.
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La valeur de la résistance 67 dans le circuit de ddolfir,.. ohement 42 est calculée de manière à procurer une différence de ten- sion importante afin de verrouiller le dispositif de commande élec-
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trique qui doit être réenclenché à la main avant que la chaudière puisse être réallumée.
Cela étant, pour ri1 allumer la chaudière, Il faut d'abord momentanément un "interrupteur de combustible" prévu sur la chaudière puis le refermer pour désexciter et réexciter le relais 76 et envoyer une impulsion au circuit de déclenchement 42 comme décrit ci-après.
Lorsque le brûleur est éteint par le dispositif de com- mande de la chaudière* le circuit de signalisation de relais 75 est désexcita et désexcite ainsi le relais 76. La tension de référence de la résistance 44 est diminuée puisque la résistance 46 n'est plus shuntée par le contact normalement ouvert 79a du relais 76 de sorte que la résistance 46 est alors en série avec la résistance 47.
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te tourant duo lotoreulf4ent de Mmdt est ?Mea< à uni qrpléur qut dlllft l 9irmi% de tiolonghaont 4t à d4oeutter le rtls" pilote fui1.
Lorsque le r lai -pilote 71 est désexcita les contacts normalement famès oô,.er4wnt le circuit du relais 76. Aîhsip lors. que le dispositif de ..1a oumdiéra passe à l'état "allumage", du courant est appl'±q\td.au circuit de signalisation 75 pour exciter le relais z'6. Les contacts nonnulemen-t ouverts 79 sont alors fer- més de sorte que la tension de référence de la' résistance 44 est ramenda à un niveau de travail normal en shuntant la résistance 46.
pour surmonter la différence de tension importante qui verrouille le circuit de déclenchement 42, le condensateur 72 est charge pendant que le relais 76 est désexcita et se décharge ensuite par la résis- tance 68 lorsque le relais 76 est excite. Une impulsion est ainsi transmise au circuit de déclenchement 42 en appliquant une.tension
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positive à la base du transistor 64 et le circuit 42 enclenche par conséquence le relais-pilote 71.
S'il n'y a aucune surchauffe,' est- à-dire si la tension du thermocouple et la tension dans la résistance
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56 sont dans la ta=* normale, le circuit 42 maintient le relais* pilote 71 excita et le brûleur t'allume après un court laps de tempe déterminé par le dispositif de commande de la chaudière.
-Comme décrit plus haut, des montages de thenaooouple sup-
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plénentaires peuvent être ajoutés à la source de courant 30 et bran- chd3 aux points 8$, 86P 87, $Si, 89 et 90. Chaque montage comprend un relais-pilote dont les contacts sont branchés dans le circuit de signalisation 73 du brûleur, le circuit de signalisation d'alarme
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74. et le circuit de signalisation de relais 75.
A'titre d'exemple, pour ajouter un montage de thermocouple, il faut ajouter les contacts 80a, 81a et 82a de relais-pilote supplémentaires comme mon-
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tré en particulier en traits pointillés ourla 'ig.9. , Si le relais-pilote 71 ou un autre relais-pilote quelcon-
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que d'un autre montage ne fonctionne pas (a'eet àdire reste désex- cité) pendant la période "d'extinction" lorsque). relais 16 est ddsaxa3t, le circuit de tisnalisatica de relais 75 est coupé par les aontaots normalez4ni firme1! 10 ou relaîlopilote axaiti Il il le signal appliqué au air cuit de otknoliottion de pelait 10 pat le dispositif de commande de la chaudière n'arrive pis à é9ia le relais 76.
Le circuit de signalisation de brûleur 73 est donc coupe par le contact normalement ouvert 78 du relais 76 et le brûleur ne s'allume pas.
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lorsque le circuit du conducteur du theraocouple est cou- pé ou lors d'une panne de la tension et rétdréute alimentant la résistance de référence 44 le courant dans l'enroulement de ocmana de est amené à zéro (polarité inversée) ce qui abaisse à son tour la tension de la résistance de charge 56 approximativement jusqu'à zéro puisque le redresseur à-diode 58 empêche toute inversion de la polarité de la résistance de charge.
Le circuit de déclenchement 42 désexcite alors le relais-pilote 71 pour ouvrir le circuit de signalisation 73 du brûleur et arrêter le brûleur.
Si la résistance de référence 44 ouvre le circuit, pendant la vérification de sécurité préalable à l'allumage, le courant qui
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passe par les résistances 45, 46 et 47 'lorsque le relais76 est @
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désexcité, est dévié par l'enroulement de commande $9 *st ;na1nt1..:::.t la tension dans la résistance de charge 56 au-dessus du n1.V4.18U ( déclenchement.
Le circuit de déclenchement maintient ainsi le re- lais-pilote 71 excita de sorte que les contacts normalement fermé.
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80 du relais-pilote s'ouvrait et 1nterranpentle circuit de signal!- nation de relais 75 pour empêcher que le relais 76 soit excité ce qui empêche le brûleur de fonctionner et le circuit de signalisa- tion 73 du brûleur de se fermer.
On remarquera que le circuit de signalisation d'alarme 74 ne reçoit du courant du dispositif de commande de la chaudière que lorsque le circuit de commande de la chaudière est.dans l'état d'allumage de sorte que le circuit d'alarme n'est excité que lorsqu'une surchauffe se produit,
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux formes d'exécution données à titre d'exemple, auxquelles des changements et modifications peuvent être apportés sans sortir de son cadre,
REVENDICATIONS.
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Ob .. - r . r m m tu m '0 m 0, om m ow U om au dm 1.- chaudière a tubes d'eau comprenant =Jeu de tubes d'eau, une conduite d'amenée d'eau, une conduite de sortie de va- peur et un brûleur pour transmettre de la chaleur aux tubes d'eau,
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obraltirtade en et au'elle ..prend un dlipeilUf 40194tour Outthagtte et déflon4h4Ut comprenant tin ttigé à la eut* face extérieure de 1& conduite de sortie de rapwr tant la ahh di5ra et exposa à la sortit du brûleur, un dispositif peur amplifier le signal du thermocouple, et un dispositif déclencheur électroni- que sensible au signal amplifié du themooouple lorsque la tempé- rature superficielle des tubes atteint une valeur prédéterminée pour fermer le brûleur,
2.- chaudière à tubes d'eau comprenant un jeu de tubes$ une conduite d'amenée d'eau, une conduite de sortie de vapeur et un brCleur pour transmettre de la chaleur aux tubes d'eau, carac- térisée en ce qu'elle comprend un dispositif détecteur de surchauffe et déclencheur comprenant des moyens sur la conduite de sortie de
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vapeur formant sur sa surface extérieure une oennolurs allongée qui va de li,ntrieur à l'extérieur de la chaudière, un thermocouple fixé dans la csnnelure et exposé dans la chaudière à la sortie du brûleur, un dispositif pour amplifier le signal du thermocouple,
et un dispositif déclencheur électronique sensible au signal am- plifié du thermocouple lorsque la température en surface des tubes atteint une valeur prédéterminée, pour fermer le brûleur.
3.- Chaudière à tuben d'eau comprenant un jeu de tubes, une conduite d'amenée d'eau, une conduite de sortie de vapeur et un brûleur servant à transmettre de la chaleur aux tubes d'eau, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif détecteur de surchauffe et déclencheur comprenant des moyens sur la conduite de sortie de vapeur formant sur sa surface extérieure une cannelure
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allongée qui va de l'intérieur à l'extérieur de la chaudière un thermocouple fixé dans la cannelure et exposé dans la chaudière à la sortie du brûleur, la jonction du thermocouple étant placée à un point chaud le long de la conduite de sortie de vapeur,
un disposi" tif pour amplifier le signal du thermocouple et un dispositif déclencheur électronique sensible au signal amplifié du thermo- couple lorsque la température en surface des tubes d'eau atteint une valeur prédéterminée, pour fermer le brûleur.
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4.- Ch.u4S,'" .. tubes d'eau comprenant un Jeu de tubes d$tau#uno londu"1 dionimée 4"ai une 4e de oortit do va* peur et un brûleur ,.r,.nt à trMm<ttr< do il chalogr aux tbrs d' au, 96tàotèH 4é en ce qu'elle comprend un dispositif diteoour, de surchauffe et déclencheur comprenant un th'1':I1Ooouple fixé à la surface extérieure de la conduite de sortie de vapeur dans la chaudière et exposé à la sortie du brûleur, un amplificateur ma-
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nt:
1cu...t'tont i amplifier le signal du thlrJnOooup1e, et un circuit déclencheur transistorisé sensible au signal amplifié* du thermocouple lorsque la température superficielle des tubes d'eau atteint une valeur prédéterminée, pour ferme? le brûleur,
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5.- Chtudlfert à tubes dytag comprenant un Jeu de tubes .
d'eau, un* conduite dfemende d'wau, une conduit* de sortie de vapeur et un brûltur servant à tranmottre de la chaleur aux tubes d#oauo otraotériede an ce qu'elle comprend un dispositif ditéotour de sur., ehattffo et déclencheur comprenant des moyens sur la conduite do ü''61 de vapeur femut iup ta vivrate extértoure une amniluri aj4bhode qui VI dé liintdetêt# à Itêxt$rî4gp de la ltul lt thomoouple tîxé dans la cannelure et po<< dtat là chaudière -la sortit du brûleur, le themoooupit $tant du type f<n'"eonttMttMt à extrAmit4 formèe *=portant un fil de constante iocli d'un* .
gain* de fer et s'éttndant dant celle-ci# un Mppoft bresd entre la gaine de fer et la conduite de vapM? formant un trajet de trant- mission de chaleur allant de la saine à la conduit un dispositif pour amplifier le signal du thermocouple et un dispositif déclen- *heur électronique sensible au signal amplifia du thermocouple lorsque la température superficielle des tubes d'eau atteint une valeur prédéterminée, pour fermer le brûleur.
6.- Chaudière à tubes d'eau comprenant un jeu de tubes d'eau, une conduite d'amenée d'eau, une conduite de sortie de va. peur et un brûleur servant à transmettre de la chaleur aux tubes d'eau, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif détecteur, de surchauffe et déclencheur comprenant des moyens sur la conduite* de sortie de vapeur formant sur sa surface extérieure une cannelure allongée allant de l'intérieur à l'extérieur de la chaudière, un
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thormocouple fixé dans la cannelure et exposé dans la chaudière à la sortie du brûleur, la jonction du thermocouple étant placée à un point chaud situé le long de la conduite de sortie de vapeur,
un amplificateur magnétique servant à amplifier le signal du ther- mocouple et un circuit déclencheur transistorisé sensible au signai amplifié du thermocouple lorsque la température superficielle des tubes d'eau atteint une valeur prédéterminée pour fermer le brûleur.
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: l) i.po8S.t ± t., d4t "tt * r de surchlotre and 4401tftche \ ir ','
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'., a detecting device. l "4 ,, '¯,.: .. 1 \ t, .t \ .t.otQr an overheating .d .: Ma ,,,., steam triao. More perfiurFltrt, #. ^' fr" ;; 5 ': vtiandtecte curchauf- tl 4 ..,: t \ i'b.; "' 4: '9.Í.fijf \' I 'such as tubs.bou- chie ...: P ;; ": '. i:;. tt! .t4. ov1tat1on 8tO.,, rs ", rio, i .., ddéà ,,", çi, t 'a àa hot, and this d 114 #', .r $ '.,: t' all Ali giving \ tIf " a1a ..., ":, ', 4' 'b"'.;. '"'., ', -'.
/,; .., H.aimjt state *, invention applied to you ülioelWiâ dQ '; t1P- :: '. "" 4' "or a 4'.utr .. boilers in '.' '......'. ': .. 5.' '' "... ,, 1.
, .1.,. 11A ,,: &. A:, ',.,' '' F 'sapper is part of the on.
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heat transmitting face / i.e. is exposed to combustion gases and radiation from the burner flames, 'Until now the outlet temperature of the steam was usually detected by means of a thermal switch .
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ima'1 or similar! 3 '! n # stop the burner or all the hot water or reduce the fuel supply to the burner by mechanically acting on a doieule valve, In this type of control device limiting the temperature of the steam in the pipe outlet expands relative to a rod placed in the
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pipe and made of a material with lower temperature coefficient, ta = is therefore exposed to the passage of steam and a part of the pipe is exposed to.% m of toisbustion and to the radiationo of Iliminit do 14 ihiudièrt.
L4 dto # 40 & tif said above-mentioned steam-friendly type is only useful for overheating conditions in which the excessive temperature of the tubes is accompanied by a corresponding increase in the outlet temperature of the steam and when the The mass flow rate of the steam supplied to the detector device is sufficient to transmit pallor rapidly to the device. The aforementioned sensing device which uses a rod housed in the pipe is arranged so that the expanding pipe is partly exposed to the combustion gases * partly to the
refractory (which may be hot or cold) and to the steam which passes over its
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inner face, The stem is only steamed. The temperature controller therefore responds to a combination of refractory, vapor and surface temperature.
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rather than at the temperature of the pipe surface alone.
In addition * the settings of the two types mentioned above vary due to the movement of metals at high temperature,
However, the present invention aims in particular to provide! a detector for steam boilers which avoids
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difficulties mentioned above and which measures the temperature of the surface of the steam nettle pipe;
an overheating detector combined with a trigger measuring the surface temperature of a place determined expertly as a "hot point" of the steam outlet pipe, the temperature signal obtained thus representing the surface temperature of the water pipe;
an overheating detector combined with a trigger
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for a steam boiler which uses a thormocouple integral with the steam outlet pipe and a trigger aotiorànd by the thimooduplt which generates a stinde tick) and an oi reddensnôhtaent tftJH * it * il4 tMvMt to kill the burner of the boiler when an overheating occurs *
Other aims, features and advantages of the invention will emerge from the detailed description given below,
by way of example * with reference to the accompanying drawings in which *
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la? ig, l is a schematic view of a boiler, on par. tie torn off to show the mounting of the detector of the invention
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in the boiler, the Fil * 3 is 944 seen from the steam outlet pipe and shows the groove provided to receive the thermoouple according to the invention;
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Fîs.3 ** t a substantially transverse section along line 3- of Fi <:. 2; the Fi g. 4 is a fragmentary view on a larger scale of part of the steam outlet pipe, partly in section and partly cut away to show the relationship between the thermocouple junction and the outlet pipe;
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the Fi g. 5 is a cross section substantially taken along the line 5-? of the? ig * 41 the Pi g. 6 is a view similar to? 1 &, 4im but shows a variation * of the invention;
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the rts., 7 if a cross section your substance following -line 7-7 & 9 * U Pif * 6> the Pig.8 is an electrical diagram of the detector of sur., heated to dolenoheupjet, Fig9, is a schematic view contacts for
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.,- relay.
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The drawings and in particular the Yitel represent ochêmatiquoinent a boiler M, which can be of any desired volume. The boiler comprises an outer wall 11 which is here in substance cylindrical and which is provided with a bottom arr3 the IP and a bottom avomt read a $ said do *! * ## d # tal4 its sorpsatta 14 are Mat < <dage la oul'1 i expoddi t 148 64 Mtti of a bzz burner mounted in the front bottom Il of the hotplate your dfaau tubes 14 are continuous and include a coating endowment 17 and an outlet pipe 16 which pass through the wall of the the heat
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say.
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The overheat detector and trigger device of the present invention comprises a detector 13 which is mounted at the rear of the ohmdibro on the outlet pipe and in a position where it is exposed to ombuotion and radiation. burner flames, plus 14 detasisaur 18 @and zone
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tee on the outlet pipe so that its outer surface is exposed to flue gases and radiation from the burner flames, while its inner surface is exposed to circulating steam and water. However, the detector may react to an overheating condition which occurs on another part of the heat transmitting surface of the water tubes.
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The location of the detector in 2a haudüra is critical in order to react properly and detect overheating codes and it should therefore be placed at a "hot spot" in the boiler, as entered in Freezes 2-5a. thermocouple a
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closed end in iron-constantan 19 is divided into a recess
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oblong forming groove 30 Household 3ongituditaiernant in the outlet pipe 16, As shown in '' ig.r la il'x = groove 20
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extends along the outlet pipe 16 for a distance of
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of 1 Inside outside the boiler, The tharraaooupxe 19 comprises a wire of oonatantan 21 embedded in a high temperature insulation 22 such as magnesium oxide or similar material,
which is their received in an iron sheath 23. your ter tome sheath therefore a conductor of the thermocouple while the constantan wire tomes the other round, The junction of the thermocouple Indicated by the number e4 # ng * 4 # is located at the hot spot "along the outlet pipe 16tt Sound iron is suitably broken or soldered *, preferably copper, in the groove 20 of the pipe, horn indicated by the
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number 25,
to form between the island and the pipe a base establishing a heat transmission path between them * The sheath is thus kept at a temperature close to that of the pipe to prevent any oxidation and preserve the loneevi- td of the healthy while ensuring that the junction of the thomocouple resumes * the temperature of the hot point of the pipe * Moreover, the solder effectively secures the pipe of the thermocouple, that is to say that the theraaooup3, e is one with the pipe.
It is understood that therMOoouplees of other types can be used to train the holder where a variant of thonseouple is reproduced on the roof and 1 and a 4t wire Constantine 27 is toüdd on the sottie pipe 16 at the end of the groove * horn denoted by the number glue Appropriate high temperature insulation 28, such as a rubber coating surrounds the wire and a steel cover 29 is welded over the insulation to the pipe to protect the wire from constantan and insulation from overheating,
from deterioration and exposure to chemical action by flue gases and to maintain the covering at a temperature near the temperature of the pipe so that the temperature of the junction substantially represents the temperature the surface of the pipe,
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In this embodiment, the steel cover and the inlet conduit form a further conductor of the thermocouple.
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In g.8, an electric release is shown and is used in combination with the superficial detector of the tiierrao type torque 18 and is actuated when the superficial temperature. the water tubes exceed the normal temperature and before a surface temperature is reached which is liable to damage the tubes, for example to cause their oxidation which decreases.
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If the detector detects overheating of the water tubes, it is used to trigger the burner to stop it and to give the alarm.
This electric trip unit includes a power supply
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current '0 comprising a power transformer 31, a rectifier 32, capacitors 33 and 34, and a voltage divider comprising a variable resistor 35 and a fixed resistor 36.
The power transformer 31 comprises a primary winding
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37 which is suitably connected to an alternating voltage, a first secondary winding 38 and a second secondary winding
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daire '9. The rectifier 32e the capacitors 33 and z4 and the d. aistors 35 and 36 of the voltage divider generally actuated by the first secondary winding 38.
Surge suppressor devices 40 and 401 are aeaatt << to the first and have secondary windings 38 and 39 rooptoUV 949 $ pMf protect the element of the circuit such as the transistor, toto against the overvoltage, The current supply 30 provides power. alternating current through the second secondary winding 39 to a magnetic amplifier 41 and direct current to a solid-state trigger circuit 42. In addition, a bias voltage is supplied to the trigger circuit 42 and to a voltage circuit. reference thermocouple 43.
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The circuit of the reference voltage of thermocouple 43 ecTiprénd fixed resistors z, and 46 and a variable resistor
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Magnetic amplifier 41 includes an induction coil
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4uet1on 49. saturation rectifiers 50, 51 # '2 and 53 $ resistors 54 and 55 and a load resistor 56.
The load resistor 56 is shunted by a filter capacitor 57 and a rectifier 58 prevents any reverse polarity
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The coil 49 comprises a control winding 59 conneot 'in series with the thermocouple 19 and windings 60, 61, 62 and 63 respectively connected in series with the rectifiers.
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50 # 51 $ 52 and 53 * The transistoidal deeleneheaeat circuit 42 is of the voltage sensitive type and includes transistors 64a and 6S <resistanots 661b 68 and 6, a O0n4I1..tlU. 91 and a back-trimming machine 70. Pilot relay. It is excited by the -tripping noise 42.
The 4 # t oom4otd diode is returned to the pilot relay to protect transistor 65 from overvoltages when the inductive load of the pilot relay winding is interrupted,
The resistor $ 6 together with a capacitor 72 form
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a pulsating circuit "Fig. 9 shows a device for interconnecting the boiler control device and the electric control device of Fig.S and includes burner signaling and alarm circuits 73 and 74 respectively and a relay signaling circuit 75.
Circuit 75 comprises a relay 76 actuating contacts 77 in circuit 75, contacts 78 in circuit 73 and contacts 79 in circuit.
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pul.ato1r .. The pilot relay 71 activates contacts 80 in the signaling circuit of the relay 75 81 in the alarm signaling circuit 74 and 82 in the signaling circuit of the
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burner 73, All the relay contacts on Figo, 8 and 9 are shown with the relays in de-energized position.
Additional thermocouple arrangements can be added to the power supply 30 by adding for cha. that mounting a separate reference voltage circuit, a separate magnetic amplifier and a trigger circuit as well as a
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separate pilot relays. When the assemblies are to be of the interchangeable plug type, a resistor 83 is added to compensate for the load variations in the bias voltage when the number of assemblies is increased,
In normal operation, relay 76 is energized by the boiler controller by a signal applied to relay signaling circuit 75. Current flows through normally open contacts 79a of relay 76,
by resistors 47,44, 45 To reach terminal B-indicated in 84.
A reference voltage then appears across resistor 44 and its polarity is opposite to that of the thermocouple voltage.
This reference voltage produces a Gourant in the control winding 59 which is amplified by the Magnetic amplifier 41 and which then appears all volume 4 ′ a voltage across the load resistor 56, The polarity of this voltage is opposite to that of the bias voltage of the load resistor
35. The transistorized trigger circuit 42 remains energized with the transistor 64 cut and the transistor 65 saturated or conducting * The pilot relay 71 is thus energized and closes the contacts 82 to close the circuit of the burner control device which is connected to the circuit. burner signaling 73.
Contact $ 7 closes with contact 77 when relay 76 is energized. The pilot relay., When contact 82 is closed, opens the contacts
80 and 81.
When the voltage of the thermocouple increases to, reaching the trigger value corresponding to an overheated condition at the thermocouple detector, the current in the control winding 59 is decreased and thus decreases the voltage in the resistor. load resistor 56. The voltage supplied to the trigger circuit 42 is thus lowered to the trigger level and the trigger circuit de-energizes the pilot relay 71.
The de-energization of the pilot relay 71 opens the contacts 32 and closes the contacts 80 and
81, thus cutting off the current supply to the burner control device while closing the alarm circuit which is connected to the
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alarm signaling circuit 74.
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The value of resistor 67 in the ddolfir circuit, so 42 is calculated to provide a large voltage difference to lock out the electronic control device.
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which must be reset by hand before the boiler can be re-ignited.
This being the case, in order to ignite the boiler, a "fuel switch" provided on the boiler must first be momentarily necessary and then closed again to de-energize and re-energize the relay 76 and send a pulse to the trigger circuit 42 as described below.
When the burner is turned off by the boiler control device *, the relay signaling circuit 75 is de-energized and thus de-energizes relay 76. The reference voltage of resistor 44 is reduced since resistor 46 is no longer. shunted by the normally open contact 79a of the relay 76 so that the resistor 46 is then in series with the resistor 47.
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you tourant lotoreulf4ent duo of Mmdt is? Mea <to uni qrpléur qut dlllft l 9irmi% de tiolonghaont 4t to d4oeutter rtls "pilot flee1.
When the r lai -pilot 71 is de-energized the contacts normally famès oô, .er4wnt the circuit of the relay 76. Aîhsip then. that the ..1a oumdiéra device switches to the "on" state, current is applied to the signaling circuit 75 to energize the relay z'6. The not open contacts 79 are then closed so that the reference voltage of resistor 44 is brought back to a normal working level by bypassing resistor 46.
to overcome the large voltage difference which locks up trigger circuit 42, capacitor 72 is charged while relay 76 is de-energized and then discharges through resistor 68 when relay 76 is energized. A pulse is thus transmitted to the trigger circuit 42 by applying a voltage.
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positive at the base of transistor 64 and circuit 42 consequently engages pilot relay 71.
If there is no overheating, that is, if the thermocouple voltage and the voltage across the resistor
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56 are in the ta = * normal, the circuit 42 keeps the relay * pilot 71 energized and the burner ignites you after a short period of time determined by the control device of the boiler.
-As described above, thenaooouple mounts sup-
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plenums can be added to the current source 30 and connected 3 to points 8 $, 86P 87, $ Si, 89 and 90. Each assembly includes a pilot relay whose contacts are connected in the signaling circuit 73 of the burner, the alarm signaling circuit
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74. and the relay signaling circuit 75.
As an example, to add a thermocouple assembly, add the additional pilot relay contacts 80a, 81a and 82a as mon-
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very particularly in dotted lines hemmed 'ig.9. , If the pilot relay 71 or any other pilot relay
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that another assembly does not work (ie remains de-energized) during the "switch-off" period when). relay 16 is ddsaxa3t, the relay tisnalisatica circuit 75 is cut by the aontaots normalez4ni firme1! 10 or relay pilot axaiti It he the signal applied to the cooked otknoliottion air peels 10 by the boiler control device does not reach the relay 76.
The burner signaling circuit 73 is therefore cut by the normally open contact 78 of the relay 76 and the burner does not ignite.
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when the theraocouple conductor circuit is cut or when the voltage goes back and down supplying the reference resistor 44 the current in the ocmana winding is brought to zero (reversed polarity) which lowers to its The voltage of the load resistor 56 turns to approximately zero since the diode rectifier 58 prevents reverse polarity of the load resistor.
The trigger circuit 42 then de-energizes the pilot relay 71 to open the burner signaling circuit 73 and stop the burner.
If reference resistor 44 opens the circuit, during the pre-ignition safety check, the current that
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passes through resistors 45, 46 and 47 'when relay 76 is @
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de-energized, is deflected by the control winding $ 9 * st; na1nt1 .. :::. t voltage across load resistor 56 above n1.V4.18U (trigger.
The trigger circuit thus keeps the pilot relay 71 energized so that the contacts normally closed.
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80 of the pilot relay opened and interrupts the signal circuit! - nation of relay 75 to prevent the relay 76 from being energized which prevents the burner from operating and the signal circuit 73 of the burner from closing.
Note that the alarm signaling circuit 74 receives current from the boiler control device only when the boiler control circuit is in the ignition state so that the alarm circuit is not switched on. is excited that when overheating occurs,
Of course, the invention is not limited to the embodiments given by way of example, to which changes and modifications can be made without departing from its scope,
CLAIMS.
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Ob .. - r. rmm tu m '0 m 0, om m ow U om au dm 1.- water tube boiler comprising = Set of water tubes, a water supply pipe, a steam outlet pipe and a burner to transmit heat to the water tubes,
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obraltirtade en et au'elle ..takes a dlipeilUf 40194tour Outthagtte and deflon4h4Ut comprising ttigé to the outer face of the 1 & rapwr outlet pipe both the ahh di5ra and exposed to the exit of the burner, a device to amplify the signal of the thermocouple, and an electronic trigger device responsive to the amplified signal of the thermocouple when the surface temperature of the tubes reaches a predetermined value to close the burner,
2.- water tube boiler comprising a set of tubes $ a water supply pipe, a steam outlet pipe and a burner for transmitting heat to the water pipes, characterized in that 'it comprises an overheating detector and trigger device comprising means on the outlet pipe of
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steam forming on its outer surface an elongated oennolurs which goes from the inside to the outside of the boiler, a thermocouple fixed in the spline and exposed in the boiler at the outlet of the burner, a device for amplifying the thermocouple signal,
and an electronic trip device responsive to the amplified signal from the thermocouple when the surface temperature of the tubes reaches a predetermined value, to close the burner.
3.- Water tuben boiler comprising a set of tubes, a water supply pipe, a steam outlet pipe and a burner serving to transmit heat to the water pipes, characterized in that it comprises an overheating detector and trigger device comprising means on the steam outlet pipe forming a groove on its outer surface
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elongated that goes from the inside to the outside of the boiler a thermocouple fixed in the groove and exposed in the boiler at the outlet of the burner, the junction of the thermocouple being placed at a hot spot along the steam outlet pipe ,
a device for amplifying the thermocouple signal and an electronic trigger device responsive to the amplified signal of the thermocouple when the surface temperature of the water tubes reaches a predetermined value, to close the burner.
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4.- Ch.u4S, '".. water tubes comprising a set of tubes of $ tau # uno londu" 1 dionimée 4 "have a 4th of oortit do va * scare and a burner, .r, .nt to trMm <ttr <do il chalogr aux tbrs d 'au, 96tàotèH 4é in that it comprises a ditoour device, overheating and trigger comprising a th'1': I1Ooouple fixed to the outer surface of the steam outlet pipe in the boiler and exposed at the burner outlet, a ma-
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nt:
1cu ... t'tont i amplify the signal of thlrJnOooup1e, and a transistorized trigger circuit sensitive to the amplified signal * of the thermocouple when the surface temperature of the water tubes reaches a predetermined value, for firm? the burner,
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5.- Dytag tube chtudlfert including a set of tubes.
water pipe, a * water pipe, a steam outlet pipe * and a burner serving to transfer heat to the oauo otraotériede tubes, in which it includes a ditéotour de sur., ehattffo and trigger device comprising means on the pipe do ü''61 of steam femut iup ta vivrate outside an amniluri aj4bhode which VI de liintdetêt # à Itêxt $ rî4gp of the ltul lt thomoouple tîxixed in the groove and po << state the boiler - it came out of the burner, the themoooupit $ both of the type f <n '"eontMttMt at end4 formed * = carrying a constant wire iocli of a *.
gain * of iron and extending thereto # a Mppoft brazed between the iron sheath and the steam pipe? forming a heat trant- mission path from the healthy to the duct a device for amplifying the thermocouple signal and an electronic device sensitive to the amplified signal of the thermocouple when the surface temperature of the water tubes reaches a value predetermined, to close the burner.
6.- Water tube boiler comprising a set of water tubes, a water supply pipe, a va outlet pipe. fear and a burner for transmitting heat to the water tubes, characterized in that it comprises a detection device, overheating and trigger comprising means on the steam outlet pipe * forming on its outer surface an elongated groove going from the inside to the outside of the boiler, a
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thormocouple fixed in the groove and exposed in the boiler at the outlet of the burner, the junction of the thermocouple being placed at a hot point located along the steam outlet pipe,
a magnetic amplifier for amplifying the signal from the thermocouple and a transistorized trigger circuit responsive to the amplified signal from the thermocouple when the surface temperature of the water tubes reaches a predetermined value to close the burner.