Procédé de commande et de contrôle électriques pour appareils de cbauffage utilisant un combustible liquide et dispositif pour la mise en oeuvre du procédé. La présente invention se rapporte à un procédé de commande et de contrôle électri ques des appareils de chauffage utilisant un combustible liquide, tel qu'huile ou essence minérale, animale ou végétale et en particu lier le gas-oil , et qui comportent .l'emploi d'une résistance d'allumage et d'un moteur d'alimentation du brûleur en combustible et. en air de combustion, ainsi qu'a un dispositif pour la mise en oeuv re de ce procédé.
Les dispositifs qui ont été utilisés jusqu'à présent comportent, d'une part, une spirale d'allumage chauffée électriquement et placée à l'intérieur du brûleur et., d'autre part, un moteur électrique chargé de l'alimentation du brûleur en combustible et en air de combus tion. Dans ces appareils, l'allumage est géné ralement réalisés en trois temps: 1 La spirale d'allumage est chauffée élec triquement au rouge vif sans alimentation en combustible pendant un temps Ti.
2 Le moteur électrique qui entraîne la pompe ou le distributeur chargé d'envoyer dit combustible sur la spirale chauffée et le ven tilateur soufflant l'air de combustion dans le brûleur est mis en marche à la fin du temps Ti, la spirale continuant à être alimentée en courant électrique pendant un temps T2.
3 Le courant de chauffage de la spirale est. coupé au bout. du temps T2, tandis que le moteur électrique utilisé pour l'alimentation du brûleur continue à fonctionner, la com- bustion s'entretenant automatiquement s'il n'y a pas eu de raté d'alhimage.
S'il y a eu raté d'allumage, le dispositif se bloque automatiquement, avec arrêt d'arri vée de combustible, ait bout d'un temps T:;.
Dans les dispositifs considérés, la succes sion des opérations d'allumage et de contrôle est. généralement. obtenue à. intervalles de temps fixés par la. rotation lente et. à vitesse constante d'un contacteur à contacts multi ples entraîné soit par un moteur électrique, soit par un mouvement d'horlogerie chargé d'établir et de couper à des instants détermi nés divers circuits électriques. La valeur des temps <I>Ti,</I> T:2 et T3 ci-dessus indiqués sont, par exemple, de 85 secondes, 75 secondes et 55 secondes respectivement.
Or, la source de courant est généralement une batterie d'accumulateurs au plomb dont la tension peut varier par exemple de 20 volts (batterie complètement déchargée) à. 30 volts (batterie chargée à fond). Des tensions d'une valeur moyenne de 72 volts ont aussi été em ployées. Pour les valeurs des tensions aux limites extrêmes, la spirale d'allumage atteint le rouge vif en des temps très différents: 18 secondes sous 30 volts contre 60 secondes sous 20 volts.
Ces dispositifs à temps fixes présen tent donc les inconvénients d'une perte de temps inutile clans l'allumage, d'un gaspillage d'énergie électrique et d'une usure exagérée de la @ spirale, inconvénients d'autant plus marqués que la batterie est plus chargée, et parfois aussi l'inconvénient du danger de raté d'allumage lorsque la batterie est déchargée.
La disposition accessoire consistant à inter caler une résistance additionnelle dans le cir cuit de la spirale dès que la tension de la bat terie dépasse la moyenne n'est qu'un palliatif à ces inconvénients.
La présente invention, due aux travaux de M. Pierre Laze, permet de remédier ait inconvénients qui viennent d'être signalés.
Le procédé suivant cette invention est ca ractérisé par le fait que pour toutes les va leurs de la tension d'alimentation du dispo sitif; on détermine la durée du temps Ti pendant lequel la résistance d'alliunage est chauffée, sans amenée de combustible au brû leur, d'après la vitesse avec laquelle ladite résistance s'échauffe en fonction de la tension de la source d'énergie alimentant le dispositif.
Le dispositif pour la mise en ceuvre de ce procédé est caractérisé par un relais thermi que dont .le temps d'excitation correspond au temps Ti pendant lequel la résistance d'allu mage est chauffée sans amenée de combusti ble ail brûleur, et dont le temps de retour de son contact à la position de repos, après cou pure du courant dans son élément chauffant, correspond au temps T2 pendant lequel la résistance d'allumage continue à être chauf fée, tandis que le brûleur est alimenté en com bustible et en air de combustion.
Dans une forme d'exécution, ledit relais thermique est un relais à lame bimétallique et à élément chauffant, dans lequel la course de la lame bimétallique ainsi que les caractéris tiques de celle-ci et dudit élément chauffant sont .calculées de manière à obtenir -une même inertie calorifique que celle de la spirale d'al lumage.
Suivant iuze forme d'exécution préférée de l'invention, on peut faire intervenir un relais voltmétrique à la fin du temps Ti pour insérer dans le circuit de la spirale chauf fante une résistance additionnelle si la ten sion est supérieure à une tension donnée (24 volts par exemple).
On peut utiliser pour bloquer le disposi tif en cas de raté d'allumage, un second relais thermique qui est mis sous tension à la fin du temps T2 et dont le temps d'excitation correspond au temps Ts au bout duquel le dispositif doit. être bloqué, le contact de ce relais étant disposé dans le circuit d'un re lais de commande du blocage.
Le dispositif peut comporter une signali sation lumineuse à trois voyants colorés qui est utilisée pour contrôler le fonctionnement -des divers organes et qui indique quelle est la phase du cycle qui est en cours de réalisa tion.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemples, deux formes d'exécution du dis positif objet de l'invention.
La fig. 1 est un schéma des connexions électriques du dispositif selon la première forme d'exécution.
La fig. 2 est un schéma simplifié du dis positif selon la seconde forme d'exécution. Si l'on examine le schéma de la fig. 1.: 1 désigne un interrupteur général que l'on ferme dès qu'on veut mettre le dispositif en service; désigne la spirale d'allumage: 3 désigne le moteur électrique chargé de l'alimentation du brûleur en combustible et en air de combustion; 4 désigne un thermostat. qui est situé dans le local à ,chauffer et dont le contact est. fermé tant. que le chauffage est. nécessaire: 5 désigne un autre thermostat qui est placé dans le conduit d'évacuation des gaz brûlés, à la sortie du brûleur et. qui ouvre son contact s'il y a surchauffe;
6 désigne un troisième thermostat qui est situé au même point. que le précédent et dont. le contact de repos s'ouvre et le contact. de travail se ferme dès que l'élévation de tempé rature des gaz brûlés confirme que la com bustion est normale, tandis que le contact. de travail est ouvert et le contact de repos est.
fermé si la. température des gaz, à la sortie du brûleur, est insuffisante, ce qui indique un raté d'allumage; 7 désigne une lampe, bleue par exemple, d'un voyant de contrôle, qui s'allume si l'ins tallation est en état. de fonctionner, mais qui s'éteint dès que la combustion est normale ou lorsque le dispositif est bloqué par suite d'un raté d'allumage; 8 désigne une lampe, blanche par exem ple, qui est. allumée lorsque le courant passe dans la spirale d'allumage, ce qui permet de contrôler que celle-ci n'est. ni brûlée, ni coupée;
9 désigne une lampe, rouge par exemple, qui est allumée lorsque la combustion est nor male, mais reste éteinte en cas de raté d'allii- mage, par suite du non-changement de posi tion du contact du thermostat 6: 10 désigne un bouton-poussoir de contact que l'on presse pour couper un circuit nor malement établi, ce qui annule le blocage du dispositif après raté d'allumage;
11 désigne un relais thermique dont le temps d'excitation détermine la durée du temps; Ti pendant lequel la spirale d'allu mage 2 fonctionne seule, sans alimentation du brûleur en combustible et, en air de combus tion, et dont le temps de retour (ou temps au bout duquel son contact 11.a. retombe après que le relais a cessé d'être excité) détermine le temps Tz pendant lequel la, spirale d'allu mage 2 continue â fonctionner avec alimen tation du brûleur en combustible et en air de combustion;
12 désin-ne uni autre relais thermique dont le temps d'excitation détermine le temps T-i au bout. duquel s'effectue le blocage du dispo sitif en cas de raté cl'allaniage: 13 et 14 désignent, des rhéostats ajustables permettant. de régler les temps de fonctionne ment (les relais thermiques 11 et 12 respecti- vement-, 1.5 désigne un contacteur commandant, par son contact. 15a, l'alimentation de la spi rale d'allumage 2;
16 désigne un contacteur commandant, par son contact 16a., le fonctionnement du moteur 3 chargé de l'alimentation du brûleur en combustible et en air de combustion; 17 désigne une résistance ajustable insé rée, une fois pour toutes, dans le circuit de la spirale d'allumage 2;
18 désigne une résistance additionnelle qui est normalement court-circuitée par un contact de repos 19a d'un relais voltmétrique 19, mais qui, dans le cas contraire, c'est- à-dire si la. tension est suffisante pour exciter le relais 19, crée, au cours dit temps T2, une chute de tension supplémentaire dans le cir cuit de la spirale d'allumage 2;
20 désigne un relais auxiliaire qui est excité à la fin du temps Ti, du fait. de l'éta blissement du contact 11a en position de tra vail, mais qui se tient en état d1autoexcita- t.ion, grâce à son contact de maintien 20a, lorsque le contact lla a quitté sa position de travail au début. du temps T2, ledit relais 20, permettant, par ce même contact 20a en posi tion de travail, l'excitation du contacteur 16 et du relais 19;
21 désigne un second relais auxiliaire qui est excité lorsque le contact 1.1a revient à sa position de repos à la, fin du temps T2 (cette excitation est possible grâce au fait que le deuxième contact 20b du relais 20, ainsi que son premier contact 20a, sont fermés par suite de l'excitation chi relais 20), l'excita tion de ce relais 21 provoquant, d'une part, -race à, son contact 21a, la. coupure de l'exci tation du contacteur 15 (et, par conséquent, l'ouverture, par le contact.
15a, du circuit de la spirale d'allumage 2) et, d'autre part, par son. contact. 21b, l'excitation du relais 12 si le contact. du thermostat 6 est en position de repos, et se maintenant en état cl'autoexeita- tion grâce à son contact de maintien 21c, même si .le contact 11a, quittait sa. position de repos par suite de vibrations mécaniques, par exemple; il est à remarquer que le rôle du quatrième contact 21d du relais 21 est de contrôler que le relais 21 n'est pas excité au début du cycle d'allumage pour permettre au contacteur 15 de s'exciter et à son contact 15a de fermer le circuit de la spirale d'allumage 2;
22 désigne un troisième relais auxiliaire qui ne s'excite due si le contact du thermostat 6 est. resté en position de repos (par suite d'un raté d'alltunage) et qu'au moment où le contact 12a du relais thermique 12 se ferme, c'est-à-dire à la fin dit temps T;3, l'excitation du relais 22 matérialisant le blocage du dis positif par l'ouverture de ses contacts 22a et 22b, ce qui coupe l'alimentation des contac teurs 15 et 16, des relais 19, 20 et 21 et des relais thermiques 11 et 12;
toutefois, le relais 22 se maintient en état d'autoexcitation grâce à son contact de maintien 22c, tant que le circuit n'est pas coupé par l'action exercée sur le bouton-poussoir 10.
Pour éviter que les temps de fonctionne ment des relais thermiques soient influencés par la température ambiante, ceux-ci sont réalisés sous la forme bien connue de relais thermiques compensés . De plus, pour assu rer la conservation de leurs caractéristiques de fonctionnement, leurs éléments chauffants ne sont mis sous tension que le temps stricte ment nécessaire à l'établissement du contact de travail; dès que ce contact est établi, le courant est coupé par un relais auxiliaire, comme on l'a vu dans ce qui précède, et le relais thermique se refroidissant revient libre ment en position de repos.
En cas d'interruption accidentelle chi .cou rant d'alimentation, les divers organes du dis positif reviennent au repos et sont prêts pour un nouvel allumagë dès le retour du cou rant. Ceci présente -Lui avantage supplémen taire sur le dispositif antérieur à contacteur tournant qui devait être débloqué et devait terminer le cycle en cours avant de commen cer un nouveau cycle.
La course de la lame bimétallique du re lais 11 et les caractéristiques de cette lame et de son élément chauffant sont calculés de manière à leur donner une même inertie ca lorifique que celle de la spirale d'allumage. Ainsi, sous une tension de 20 volts, par exem ple, le contact 11a venant en position de tra vail provoque l'arrivée de combustible au bout de 85 secondes, comme dans le dispositif antérieur à contacteur tournant, mais sous 30 volts, il provoque le même effet dès la 22-8 seconde, ce qui économise 63 secondes de con sommation de courant et de fatigue de la spi- rale d'allumage 2.
Bien entendu, ces chiffres ne sont indiqués qu'à titre d'exemple pour bien mettre en lumière un des avantages qu'offre le dispositif selon la. présente inven tion par rapport au dispositif antérieur.
Il est à remarquer que le temps de retour du relais thermique 11 (temps T2) est tune constante de ce relais, fiée, pour une course donnée de la lame bimétallique, par les ca ractéristiques du rayonnement de cette lame. La durée T2 est donc maintenue constante, quelle que soit la tension de la source de courant.
On voit également, d'après la description oui précède, qu'on applique à la spiralé d'ale lamage 2, pendant le temps T, la pleine ten sion de la source de courant, ,ce quia pour effet de la porter au rouge très rapidement, alors que, pendant le temps T2, on insère, grâce au contact 19a commandé par le relais <B>19,</B> dans le circuit de ladite spirale, la résis tance additionnelle 18 si la. tension est supé rieure à 24 volts (condition pour que le re lais voltmétrique 19 soit excité).
Il est à remarquer que les thermostats 5 et 6, au lieu d'être placés dans le conduit d'évacuation des gaz brûlés, à la sortie du brûleur, pourraient, le cas échéant, être dis posés dans le conduit d'air chauffé à la sortie du brûleur.
On va maintenant décrue, succinctement, le fonctionnement du .dispositif représenté à, la fig. 1 et décrit dans ce qui. précède.
Pour mettre en marche l'installation, on commence par fermer l'interrupteur général. 1 Aussitôt s'établit le circuit du contac teur 15 qui est le suivant: interrupteur 1, contacts de repos des thermostats 4 et 5, con tact de repos 22a du relais de blocage 22, contact de repos 21a du relais 21 et contac teur 15. L'excitation de ce contacteur déter mine la fermeture de son contact 15c et éta blit le circuit suivant d'alimentation de la spirale d'allumage 2: interrupteur 1, contact 15a fermé, contact 19a de repos du relais 19, résistance 17 et spirale 2.
La spirale est donc allumée et, en même temps la lampe 3, montée en parallèle avec la résistance 17, s'allume.
En même temps que le contacteur 15 s'excite et que la spirale 2 s'échauffe, le relais thermique 11 est alimenté grâce à l'établisse ment du circuit suivant: interrupteur 1, con tacts de repos des thermostats 4 et 5, contact 22a de repos du relais de blocage 22, contacts de repos 20a et<I>21d</I> des relais 20 et 21, résis tance 13 et relais 11.
A la fin de Ti, le contact 11a du relais thermique 11 vient en position de travail, ce qui établit le circuit du relais 20: interrup teur 1, contacts de repos des thermostats 4 et. 5, contact de repos 22a du relais 22, contact de travail lla du relais 11 et relais 20.
L'excitation du relais 20 amène le contact 20a en position de travail, ce qui, d'une part, coupe l'excitation du relais 11 et, d'autre part, établit le circuit du contacteur 16: inter rupteur 1, contacts de repos des thermostats -1 et 5, contact. de repos '_'2cc du relais 22, con tact de travail 20a du relais<B>20</B> et contac teur 16.
L'excitation du contacteur 16 provoque la fermeture de son contact 16a et. l'alimentation du moteur 3 (assurant 1\alimentation du brû leur en combustible et en air de combustion) par le circuit suivant: interrupteur 1, contact de travail 16a du relais 16 et moteur 3.
Ainsi, à la. fin du temps<B>Ti,</B> le brûleur est alimenté, tandis que la spirale 2 reste allumée. Mais, comme le relais 11 a cessé d'être excité, ainsi qu'il a. été dit, son contact. 11a. retombera en position de repos au bout du temps T2; malgré cela, le relais 20 reste excité par le circuit. de maintien suivant: interrup- teur 1, contacts de repos des thermostats 4 et. 5, contact de repos 22a. du relais 22, contact de travail 20a et relais 20.
La chute du contact. 11a en position de re pos provoque, en même temps, l'excitation du relais 21 par le circuit suivant: interrup teur 1, contacts de repos des thermostats 4 et 5, contact de repos 22a- du relais 22, contact de travail 20a du relais 20, contact. de repos 11a du relais 11, contact de travail 20b du relais 20 et relais 21. L'excitation du relais 21 détermine l'ou verture de son contact 21a et, par conséquent., la rupture du circuit d'excitation du contac teur 15, ce qui provoque son ouverture et interrompt ainsi, en 15a,, le circuit, d'alimen tation de la spirale d'allumage 2.
Ainsi, à la fin du temps T2, la spirale 2 cesse d'être allumée et la, combustion se pour suit d'elle-même, le brûleur continuant. d'être alimenté par le moteur 3, puisque le contac teur 16 continue à être excité et son :contact 16a à être fermé.
Par suite du fonctionnement du thermo stat. 6, placé dans le conduit d'évacuation des g,az brûlés, son contact vient en position de travail et la lampe 9 s'allume, ce qui indique que la combustion est. normale.
Sil se produit, au contraire, un raté d'allumage, la température des gaz évacués à la sortie du brûleur est insuffisante pour faire fonctionner le thermostat 6 et son con tact reste en position de repos. Dans ces con ditions, le relais thermique 12 s'excite par suite de l'établissement du circuit suivant:
interrupteur 1, contact de repos du thermo stat 6, contact 21b du relais ?1 (lequel est maintenu en état d'autoexcita.tion par son contact ?-<B>le,</B> même si, par suite de vibrations mécaniques, le contact. lla quittait, momenta- nément, sa position de repos), résistance (le réglage 14, contact de repos 22b du relais 22 et relais 12.
Le relais 12 étant. alimenté, au bout du temps Ts, son contact 12a se fermera, provo quant ainsi l'excitation du relais de blocage 22 par le circuit suivant. interi-uzpteur 1, con tact. de repos du thermostat 6, contact de tra vail 12a. et relais 22.
En même temps, la. lampe 9 ne s'allumera. pas, dit fait que le contact du thermostat 6 est. en position de repos, indiquant, ainsi qu'il @- a un raté d'allumage.
Le relais 22 reste ensuite en état d'auto- excitation par son contact. de maintien 22c. L'excitation du relais 22 provoque le blo cage de tout le dispositif par l'ouverture du contact. 22a.. Le dispositif peut ensuite être remis en marche et le cycle des opérations ci-dessus dé crit recommencer, si l'opérateur manoeuvre le bouton-poussoir 10 qui rompt le circuit de maintien du relais 22.
A la fig. 2, on a représenté un schéma simplifié (seule la partie simplifiée est repré sentée, le reste du schéma étant identique à celui de la fig. 1), en ce sens qu'on a sup primé les contacts de sécurité 21c et 21d. Eïi effet, le circuit de maintien du relais 21 n'est utile que si le contact 11a du relais thermique 11 risque d'être soumis à des vibrations mé caniques.
De même, le seul rôle du contact 21d est de contrôler que le relais 21 a bien cessé d'être excité au début du cycle d'allu mage pour permettre au contacteur 15 de s'exciter et .d'alimenter la spirale 2.
Bien entendu, des modifications pour raient être apportées dans les détails de réali sation des dispositifs décrits et représentés, sans que l'économie générale de l'invention s'en trouve pour cela altérée.
Les dispositifs décrits et représentés, bien que décrits dans leur application aux appa reils de chauffage utilisant un combustible liquide, pourraient éventuellement s'appli quer à des installations utilisant, par. exem ple, des combustibles pulvérisés, avec les mo difications de détail que pourrait entrainer ce changement de combustible.