Dispositif d'allumage électrique continu pour les brûleurs à huile. La présente invention a pour objet un dis positif d'allumage électrique continu pour les brûleurs à, huile.
On pratique déjà l'allumage électrique pour les brûleurs à huile, cet allumage se faisant suivant l'une ou l'autre des deux mé thodes générales suivantes: Selon l'une de ces méthodes, le dispositif d'allumage fonctionne de façon intermittente et seulement lorsqu'il est nécessaire d'allu mer, par exemple lorsque le brûleur est mis en action.
Selon l'autre méthode. le dispositif d'allu mage est continuellement en action pendant le fonctionnement du brûleur.
Bien que l'allumage continu ait le dés avantage évident de nécessiter une dépense exagérée de puissance et une usure plus ra pide des électrodes, il y a cependant des avantages importants qui font plus que com penser les désavantages cités ci-dessus, et rendent l'allumage continu préférable à l'al lumage intermittent. Avec l'allumage con tinu, les électrodes à étincelles restent pro pres, l'étincelle brûlant le charbon aussitôt qu'il se forme. De même, puisque l'allumage est toujours disponible tant que le :brûleur fonctionne, les fluctuations de la flamme, comme celles dues aux battements de cette flamme et à l'éloignement de celle-ci du bec à huile, sont évitées ou, tout au moins, di minuées.
Si la flamme tend à s'éloigner du bec, l'huile sera allumée au point convenable près .du bec et la flamme se rétablira en ce point. La présence -de l'étincelle sert à main tenir la flamme près du bec.
La présente invention a pour objet un dispositif d'allumage électrique du type à fonctionnement continu, dans lequel les or ganes pour allumer l'huile sont mis en fonc tion et hors de fonction en même temps que la mise en marche et l'arrêt de l'admission d'huile. . Suivant l'invention, lorsque l'allumage de l'huile a été effectué, l'intensité du courant clans lesdits organes est réduit.
1-'in courant suffisant pour conserver les électrodes propres et retenir la. flamme près du jet de vaporisation est donc maintenu après la mise en action du brûleur, la puis sance consommée et l'usure des électrodes étant ainsi réduites notablement au-dessous de ce qui a lieu dans les dispositifs ordinaires du type à fonctionnement continu.
L'emploi du dispositif selon l'invention est particulièrement avantageux pour les brû leurs à huile ayant une consommation d'huile de débit relativement élevé. Une somme im portante d'énergie est exigée dans ce cas pour allumer l'huile. L'allumage ,de l'huile ne s'ef fectue qu'après' que l'huile a été vaporisée. L'étincelle doit fournir une chaleur suffi sante pour vaporiser une quantité donnée d'huile en un temps donné. A mesure que le jet d'huile sortant du brûleur augmente, la pellicule d'huile, qui doit être brisée et vapo risée par la chaleur de l'étincelle, augmente en épaisseur et une quantité plus grande d'é nergie est requise pour accomplir le travail de vaporisation dans le même temps très court.
Dans le cas où une telle consommation relativement forte -de courant pour l'allumage est requise, la méthode opératoire continue reviendrait très cher et ainsi apparaît l'avan tage du dispositif d'allumage conforme à la présente invention, qui maintient l'allumage continu avec un taux de consommation de courant relativement bas, tout en assurant les avantages importants susdits et en augmen tant l'intensité du courant d'allumage pour le travail utile important qu'il a à fournir lors du démarrage.
Deux formes d'exécution de la présente invention ont été décrites ci-.dessous, à titre d'exemples, et représentées aux dessins an nexés La fig. 1 représente le schéma de la pre mière forme d'exécution du dispositif d'allu mage conforme à l'invention; La fig. 2 représente le schéma de la deuxième forme d'exécution, qui est une va riante de la première forme; Les fig. 3 et 4 sont respectivement la coupe et l'élévation des organes d'allumage et de leur montage par rapport au brûleur.
Si l'on se reporte à la fig. 1, on voit que les organes d'allumage à étincelles sont des électrodes 5, alimentées par les conducteurs 6; clans le circuit de ces électrodes sont mon tées en parallèle les bobines du secondaire 7 et.8 -des deux transformateurs 9 et 10.
Les bobines primaires 11 et 12 -des transforma teurs. 9 et 1Q sont disposées de façon à. être excitées dès la. mise en action du brûleur et la bobine primaire 12 continue à être excitée pendant le fonctionnement du brûleur, tandis que la bobine primaire 11 est mise hors cir cuit peu après que l'allumage du brûleur a été effectué. Par ce moyen, il est clair que le courant d'allumage fourni par le transfor mateur 10 est constamment utilisable pendant le fonctionnement du brûleur et que le cou rant additionnel est .disponible au transforma teur 9 pendant la période :de mise en action du brûleur.
Le résultat est un courant de forte intensité lorsque .cela est nécessaire pour le démarrage, et un courant de plus faible intensité, à, tout autre moment, pour retenir la flamme et maintenir les électrodes 5 propres. Au démarrage, un courant de forte intensité passe entre les électrodes 5 produi sant une quantité relativement grande de chaleur pour vaporiser l'huile rapidement et l'allumer, même à haute dose d'alimentation. Après cela une étincelle plus petite est main tenue entre les bornes dans la but déjà men tionné.
Le dispositif spécial pour mettre en cir cuit et hors circuit les transformateurs 9 et 10 n'est pais particulièrement important et plusieurs dispositifs viendront aisément à l'esprit des spécialistes pour arriver au même résultat.
Dans la. fig. 1, le moteur du brûleur, ou tout autre système, comme une pompe par exemple, actionné électriquement pour pro duire ou régler l'écoulement de l'huile au brûleur, est représenté en 13. Il est com mandé par un interrupteur 14, lequel est ma- noeuvré par un thermostat représenté conven tionnellement en 15, mais qui pourrait être manmuvré par un autre moyen.
('e thermostat 15 est placé dans un cir- (mit à: basse tension alimenté par le secon daire 17 d'un transformateur, dont le pri maire 16 est relié aux conducteurs d'alimen tation 1.8 et 19 à voltaire relativement élevé.
Dans ce dispositif, l'interrupteur 14 est man#uvré par un électro-aimant 20, com mandé par le thermostat 15. Lorsque le thermostat 15, sous l'influence de la chaleur. connecte les contacts 22 et 21 respectivement fixe et mobile, le courant passe à. travers le secondaire 17, le fil 23, le thermostat 15, les fils 24 et 25, l'électro-aimant 20 et les fils 26 et 27. La. fermeture de l'interrupteur 14, ef fectuée par l'électro-aimant 20, établit un cir cuit à haute tension allant du conducteur de réseau l R à travers les fils 28 et ?9. l'inter rupteur 14. le fil 30. le moteur 13 et le fil 31, jusqu'au conducteur de réseau 19, ce qui met en action le brûleur.
Un second circuit est aussi établi depuis l'interrupteur 14, par le fil 32, jusqu'au primaire 12 du transfor mateur F). Ainsi le transformateur 10 est excité à l'instant où commence l'écoulement de l'huile au brûleur et continue à être excité pendant que le brûleur fonctionne.
Le transformateur 9 est mis en circuit de la même manière. mais il est ensuite mis hors circuit par un moyen spécial. Un se cond électro-aimant 33 est relié au moyen des fils 25, 27 et 34 au circuit à bas voltage con trôlé par le thermostat 15.
Entre les fils 25 et 34 est interposé un interrupteur à, action différée 35, lequel sé pare les contacts 36 et 37 lorsqu'un temps, déterminé à l'avance, s'est écoulé depuis le début de l'écoulement de l'huile. Comme cela est montré, l'interrupteur est un thermostat bi-métal, soumis à l'action de la. chaleur d'une spire électrique chauffante 38, reliée aux fils 27 et 25 respectivement par les conducteurs 39 et 40.
La spire chauffante 38 est excitée en même temps que les électro-aimants 20 et 33 sous le contrôle du thermostat 15. L'élec- tro-aimant 33 ferme l'interrupteur 41 et réalise un circuit à travers le primaire 11 de la, façon suivante: depuis le fil 1:8 par le fil 28, l'interrupteur 41, le fil 42 allant au primaire 1.1 et & _ là par le fil 43 au fil 19.
Dès que la chaleur de la spire 38 a cam bré l'interrupteur 35, pour séparer le contact 36-37, le circuit traversant l'électro-aimant 33 est coupé et l'interrupteur 41 ouvre le cir cuit du transformateur 9. Un autre moyen pour mettre hors circuit le transformateur 9 est montré dans la deuxième forme d'exécu tion à la fig. 2. L'interrupteur à action dif férée 35 est remplacé par un thermostat 44 qui est susceptible de réagir à la température du foyer ou -de la. souche .de ce dernier et de séparer les contacts 45, 46 après que la. com bustion a commencé au brûleur. Le ther mostat 44 ouvre ainsi le circuit de l'électro aimant 33 et produit l'ouverture de l'inter rupteur 41.
Les autres connexions sont les mêmes que dans la. première forme d'exécu tion, excepté la spire chauffante 38 et :ses connexions qui sont supprimées.
Il doit être entendu que, pour simplifier. les schémas des formes d'exécution ne ren ferment juste que les circuits électriques et les mécanismes nécessaires à la compréhen sion de l'invention. Dans la pratique actuelle, il existe plusieurs dispositifs -de contrôle et de sûreté reliés au brûleur, mais ces disposi tifs n'ont aucune relation directe avec la pré sente invention et ont été omis pour éviter :des complications inutiles dans la. description et l'illustration.
Les fia-. 3 et 4 montrent les électrodes d'allumage et leur montage par rapport au brûleur. La tuyère à huile 50 est du type à pression ou à pulvérisation mécanique. L'huile y arrive sous une forte pression et en sort finement pulvérisée et en forme de jet conique creux indiqué en 51. L'air est amené à travers le tube 52 et sort par les ouvertures 53 dans la tête 54 pour se mélanger avec les particules d'huile et former un mélange com- bustible. Les électrodes 5 sont montées dans une des ouvertures d'air 53.
Elles sont sup portées dans des tubes 55 en matériaux iso lants par une console 56 montée dans le tube \? en arrière de la tête 54. Les électrodes 5 doivent être maintenues en dehors du chemin du jet 51 pour que l'air passant à travers les ouvertures 53 souffle l'arc sur le chemin précité.
Bien entendu, les caractéristiques des transformateurs 9 et 10 peuvent être modi fiées pour s'adapter aux conditions particu lières rencontrées. Ils peuvent être à volonté semblables ou .différents. Les caractéristiques des transformateurs qui sont considérées comme les plus convenables pour les disposi tifs décrits sont énoncées ci-dessous. Les deux transformateurs 9 et 10 sont des éléva teurs de tension d'égale puissance destinés à produire dans le secondaire un courant d'en viron 22 milliampères sous une tension d'en viron<B>10</B> 000 volts. Le primaire est .destiné à être. branché sur un circuit d'alimentation à. 110 volts.
Dans ces conditions, on obtient, au début de l'écoulement de l'huile, un cou rant d'une intensité d'environ 44 milli ampères, qui produit un arc puissant entre les électrodes 5 pour vaporiser et ensuite al lumer l'huile jaillissant de la. tuyère 50 dans la courte limite du temps requis, même à haute dose d'alimentation d'huile, soit 150 dm' à l'heure. Dans les brûleurs à huile ordinaires, l'huile est émise à des doses dé passant rarement 50 dm' par heure, habituel lement beaucoup moins. Un transformateur ayant les caractéristiques ci-dessus est à con seiller.
En marche, dès que l'écoulement de l'huile a commencé sous le contrôle du thermostat 15, les deux transformateurs 9 et 10 sont excités simultanément. Ceci, comme -on l'a dit, produit un courant d'intensité relative ment forte à travers les électrodes, courant suffisant pour vaporiser rapidement et<B>al</B>lu mer ensuite une pellicule relativement épaisse d'huile sortant de la tuyère 50. On remar quera que, lorsque le courant d'huile aug- mente, l'épaisseur du jet conique creux 54. augmente, et -qu'il faudra beaucoup plus de chaleur pour le vaporiser. dans le même -in tervalle de temps, par surcroît, court, qu'il n'en faudrait lorsqu'il s'écoule une dose in férieure d'huile, soit environ 50 dm3 à l'heure.
L'huile doit être chauffée jusqu'à son point de vaporisation avant de pouvoir être allumée et, avec un écoulement à haute dose, il faut plus de chaleur. Pour satisfaire à cette exi gence, l'intensité du courant secondaire est. doublée, et il en résulte le doublement de la quantité de chaleur disponible pour le but poursuivi. De l'emploi continuel de ce fort courant, il résulterait une forte .consommation d'énergie et une usure rapide -des électrodes. De plus, il n'est pas nécessaire de maintenir l'intensité du courant d'allumage beaucoup au delà. de ce qui est nécessaire pour main tenir les électrodes 5 propres et pour rallu mer l'huile afin de retenir la flamme près du bec pour éviter le soufflage ou les ratés de la flamme.
Une quantité moindre de chaleur est né cessaire dans ce dernier but, car le brûleur, étant en fonctionnement, fournit .de la cha leur, de sorte que l'huile est vaporisée et allu mée beaucoup plus vite que si elle était froide, comme au départ. Après peu de temps, trente secondes par exemple, le trans formateur 9 est mis hors circuit par l'inter rupteur à action différée 35 dans la première forme. ou par le thermostat 44 placé au brû leur ou à la souche du foyer dans la seconde forme.
Ainsi les dispositifs d'allumage décrits conviennent pour allumer l'huile lorsque celle-ci arrive abondamment, car on n'impose aucune augmentation .d'énergie notable pour l'allumage et aucune augmentation de l'usure des électrodes. Quoique ces dispositifs d'allu mage soient principalement souhaitables pour les brûleurs ayant une dose de consommation d'huile assez élevée, ils sont susceptibles d'être appliqués avantageusement avec des brûleurs ayant une plus petite dose de con sommation d'huile.
Quel que soit le maximum -de l'intensité du courant secondaire nécessaire à un bon allumage de l'huile pour une valeur donnée d'écoulement de cette huile, cette intensité, après que l'allumage a été réalisé, peut être réduite fortement pour diminuer efficace ment les dépenses d'énergie et l'usure des électrodes.
Continuous electric ignition device for oil burners. The present invention relates to a positive continuous electric ignition device for oil burners.
Electric ignition is already practiced for oil burners, this ignition being carried out according to one or the other of the following two general methods: According to one of these methods, the ignition device operates intermittently and only when it is necessary to ignite, for example when the burner is activated.
According to the other method. the ignition device is continuously in operation while the burner is in operation.
Although continuous ignition has the obvious disadvantage of requiring an exaggerated expenditure of power and faster wear of the electrodes, there are, however, important advantages which more than compensate for the disadvantages cited above, and make the Continuous lighting preferable to intermittent lighting. With continuous ignition, the spark electrodes stay clean, the spark burning the coal as soon as it forms. Likewise, since ignition is always available as long as the: burner is operating, fluctuations in the flame, such as those due to the beating of this flame and its distance from the oil burner, are avoided or, at least, reduced.
If the flame tends to move away from the nozzle, the oil will be ignited at the proper point near the nozzle and the flame will re-establish itself at that point. The presence of the spark is used to hand hold the flame near the nozzle.
The present invention relates to an electric ignition device of the continuous operation type, in which the organs for igniting the oil are switched on and off at the same time as the switching on and off of the oil. the oil intake. . According to the invention, when the ignition of the oil has been carried out, the intensity of the current in said members is reduced.
1 -in current sufficient to keep the electrodes clean and retain the. flame near the vaporization jet is therefore maintained after the burner has been put into action, the power consumed and the wear of the electrodes thus being considerably reduced below what occurs in ordinary devices of the continuous operating type.
The use of the device according to the invention is particularly advantageous for oil burners having a relatively high flow rate oil consumption. In this case, a large amount of energy is required to ignite the oil. Ignition of the oil does not take place until after the oil has been vaporized. The spark must provide sufficient heat to vaporize a given amount of oil in a given time. As the oil jet exiting the burner increases, the film of oil, which must be broken and vaporized by the heat of the spark, increases in thickness and more energy is required to accomplish this. the vaporization work at the same time very short.
In the event that such a relatively high consumption of current for ignition is required, the continuous operating method would be very expensive and thus the advantage of the ignition device according to the present invention, which maintains continuous ignition arises. with a relatively low current consumption rate, while ensuring the aforesaid important advantages and increasing the intensity of the ignition current for the important useful work which it has to do during starting.
Two embodiments of the present invention have been described below, by way of examples, and shown in the accompanying drawings in FIG. 1 represents the diagram of the first embodiment of the ignition device according to the invention; Fig. 2 shows the diagram of the second embodiment, which is a variant of the first form; Figs. 3 and 4 are respectively the section and the elevation of the ignition members and their mounting relative to the burner.
If we refer to fig. 1, it can be seen that the spark ignition devices are electrodes 5, supplied by the conductors 6; In the circuit of these electrodes are connected in parallel the coils of the secondary 7 and 8 - of the two transformers 9 and 10.
Primary coils 11 and 12 - transformers. 9 and 1Q are arranged so as to. be excited from the. actuation of the burner and the primary coil 12 continues to be energized during the operation of the burner, while the primary coil 11 is switched off shortly after ignition of the burner has been carried out. By this means, it is clear that the ignition current supplied by the transformer 10 is constantly usable during the operation of the burner and that the additional current is available to the transformer 9 during the period of activation of the burner .
The result is high current when needed for starting, and lower current at any other time to retain flame and keep electrodes clean. On start-up, a high current passes between the electrodes 5 producing a relatively large amount of heat to vaporize the oil quickly and ignite it, even at a high supply dose. After that a smaller spark is hand held between the terminals for the purpose already mentioned.
The special device for switching the transformers 9 and 10 on and off is not particularly important and several devices will readily come to mind for specialists to achieve the same result.
In the. fig. 1, the burner motor, or any other system, such as a pump for example, actuated electrically to produce or regulate the flow of oil to the burner, is represented at 13. It is controlled by a switch 14, which is operated by a thermostat conventionally shown at 15, but which could be operated by another means.
(The thermostat 15 is placed in a low voltage cir- (mit supplied by the secondary 17 of a transformer, the primary 16 of which is connected to the supply conductors 1.8 and 19 at relatively high voltaire.
In this device, the switch 14 is operated by an electromagnet 20, commanded by the thermostat 15. When the thermostat 15, under the influence of heat. connects the contacts 22 and 21 respectively fixed and mobile, the current passes to. through the secondary 17, the wire 23, the thermostat 15, the wires 24 and 25, the electromagnet 20 and the wires 26 and 27. The closing of the switch 14, effected by the electromagnet 20 , establishes a high voltage circuit going from the network conductor l R through the wires 28 and? 9. the switch 14. the wire 30. the motor 13 and the wire 31, up to the network conductor 19, which activates the burner.
A second circuit is also established from switch 14, through wire 32, to the primary 12 of transformer F). Thus the transformer 10 is energized at the instant when the flow of oil to the burner begins and continues to be energized while the burner is in operation.
The transformer 9 is switched on in the same way. but it is then switched off by a special means. A second electromagnet 33 is connected by means of wires 25, 27 and 34 to the low voltage circuit controlled by thermostat 15.
Interposed between the wires 25 and 34 is a delayed action switch 35 which separates the contacts 36 and 37 when a predetermined time has elapsed since the start of the oil flow. . As shown, the switch is a bi-metal thermostat, subjected to the action of the. heat of an electric heating coil 38, connected to the wires 27 and 25 respectively by the conductors 39 and 40.
The heating coil 38 is energized at the same time as the electromagnets 20 and 33 under the control of the thermostat 15. The electromagnet 33 closes the switch 41 and makes a circuit through the primary 11 in the same way. next: from wire 1: 8 through wire 28, switch 41, wire 42 going to primary 1.1 and & _ there through wire 43 to wire 19.
As soon as the heat of the coil 38 has cam bred the switch 35, to separate the contact 36-37, the circuit crossing the electromagnet 33 is cut and the switch 41 opens the circuit of the transformer 9. Another means for switching off the transformer 9 is shown in the second embodiment in fig. 2. The delayed action switch 35 is replaced by a thermostat 44 which is capable of reacting to the temperature of the fireplace or the. strain .de the latter and to separate the contacts 45, 46 after the. com bustion began at the burner. The ther mostat 44 thus opens the circuit of the electromagnet 33 and produces the opening of the switch 41.
The other connections are the same as in the. first form of execution, except the heating coil 38 and: its connections which are removed.
It should be understood that, for simplicity. the diagrams of the embodiments only contain the electrical circuits and the mechanisms necessary for understanding the invention. In current practice, there are several control and safety devices connected to the burner, but these devices have no direct relation to the present invention and have been omitted to avoid: unnecessary complications in the process. description and illustration.
The fia-. 3 and 4 show the ignition electrodes and their mounting in relation to the burner. The oil nozzle 50 is of the pressure or mechanical spray type. The oil arrives there under high pressure and comes out finely pulverized and in the form of a hollow conical jet indicated at 51. The air is brought through the tube 52 and exits through the openings 53 in the head 54 to mix with the air. particles and form a combustible mixture. The electrodes 5 are mounted in one of the air openings 53.
They are sup ported in tubes 55 of insulating materials by a console 56 mounted in the tube \? behind the head 54. The electrodes 5 must be kept out of the path of the jet 51 so that the air passing through the openings 53 blows the arc on the aforementioned path.
Of course, the characteristics of transformers 9 and 10 can be modified to adapt to the particular conditions encountered. They can be similar or different at will. The characteristics of the transformers which are considered to be the most suitable for the devices described are given below. The two transformers 9 and 10 are voltage boosters of equal power intended to produce in the secondary a current of about 22 milliamperes at a voltage of about <B> 10 </B> 000 volts. Primary is. Intended to be. connected to a supply circuit with. 110 volts.
Under these conditions, at the start of the oil flow, a current with an intensity of about 44 milli amperes is obtained, which produces a powerful arc between the electrodes 5 to vaporize and then light the oil. springing from the. nozzle 50 within the short time limit required, even at a high oil supply dose, ie 150 dm 'per hour. In ordinary oil burners the oil is emitted at doses rarely exceeding 50 dm 'per hour, usually much less. A transformer having the above characteristics is to be recommended.
In operation, as soon as the flow of oil has started under the control of thermostat 15, the two transformers 9 and 10 are energized simultaneously. This, as has been said, produces a relatively strong current through the electrodes, current sufficient to rapidly vaporize and then <B> al </B> see a relatively thick film of oil coming out of it. nozzle 50. It will be appreciated that as the flow of oil increases, the thickness of the hollow conical jet 54. increases, and that much more heat will be required to vaporize it. in the same period of time, moreover, short, than it would take when a lower dose of oil flows, that is to say about 50 dm3 per hour.
The oil must be heated to its point of vaporization before it can be ignited and, with high dose flow, more heat is required. To meet this requirement, the intensity of the secondary current is. doubled, and this results in doubling the amount of heat available for the intended purpose. The continual use of this strong current would result in high energy consumption and rapid wear of the electrodes. In addition, it is not necessary to maintain the intensity of the ignition current much beyond. of what is necessary to keep the electrodes clean and to re-ignite the oil in order to retain the flame near the nozzle to prevent blowing or misfiring of the flame.
Less heat is needed for the latter purpose, because the burner, being in operation, provides heat, so that the oil is vaporized and ignited much faster than if it were cold, as in departure. After a short time, thirty seconds for example, the transformer 9 is switched off by the delayed action switch 35 in the first form. or by the thermostat 44 placed on the burner or on the stove in the second form.
Thus the ignition devices described are suitable for igniting the oil when it arrives abundantly, since no significant increase in energy is imposed for ignition and no increase in the wear of the electrodes. Although these igniters are primarily desirable for burners having a fairly high oil consumption rate, they are likely to be applied advantageously with burners having a smaller oil consumption rate.
Whatever the maximum of the intensity of the secondary current necessary for a good ignition of the oil for a given value of flow of this oil, this intensity, after ignition has been carried out, can be greatly reduced for effectively reduce energy costs and electrode wear.