Installation de chauffage
La présente invention a pour objet une installation de chauffage comportant un brûleur pour un combustible fluide, par exemple.
Une telle installation de chauffage n'est mise en marche que lorsque les conditions sont telles que le fonctionnement des aiguillages risque d'être perturbé par de la glace ou de la neige. Dans des installations connues, les brûleurs sont allumés manuellement ce qui pose quelques problèmes: tout d'abord le temps froid peut survenir de manière inattendue lorsqu'on ne dispose pas du personnel nécessaire pour cet allumage, d'autre part, dans certains cas, les brûleurs peuvent être soufflés par le passage d'un train, ce qui nécessite leur réallumage.
On a également proposé d'équiper l'installation de moyens automatiques pour son allumage ou pour son réallumage. La présente invention vise à fournir une installation de chauffage présentant un certain nombre de caractéristiques nouvelles favorables.
L'installation de chauffage selon l'invention comportant un brûleur, une soupape commandant l'alimenta- tion du brûleur en combustible fluide, un dispositif allumeur du combustible fourni au brûleur est caractérisée en ce qu'elle comprend une première commande réagis- sant lorsque le brûleur a atteint une température limite, et une seconde commande pour le dispositif allumeur et la soupape, les commandes étant agencées de sorte que lorsque le brûleur est à une température inférieure à la température limite,
la soupape et le dispositif allumeur sont respectivement ouverts et actionnés de manière cyclique et de façon intermittente en synchronisme jus qu'à un cycle dans lequel la première commande dénote que le brûleur a atteint la température limite, le tout étant agencé de manière qu'à la fin du cycle, la seconde commande maintient la soupape en position ouverte et rend le dispositif allumeur inopérant.
Dans cette installation le combustible peut être du gaz qui est fourni de manière intermittente et le dispositif allumeur est actionné de manière intermittente jusqu'à ce que le brûleur s'allume. Comme décrit ci-après, le nombre des cycles que le dispositif allumeur effectue peut être limité de manière à ne pas gaspiller l'énergie disponiNe destinée au dispositif allumeur si ce dernier fonctionne de manière défectueuse.
Dans une forme d'exécution préférée, la soupape fournit le combustible au brûleur à une pression relativement basse jusqu'à la fin du cycle dans lequel les moyens de contrôle relèvent que le brûleur est allumé, sur quoi la soupape fournit le combustible au brûleur à une pression relativement élevée.
Les moyens de contrôle comportent de préférence un élément thermo-électrique disposé à proximité du brûleur.
La soupape est de préférence actionnée de manière intermittente par un solénoïde connecté à un interrupteur cyclique constituant une partie des moyens de commande.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'installation de chauffage objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue en plan d'un aiguillage muni d'une installation de chauffage, cette vue montrant la disposition des brûleurs.
La fig. 2 est une coupe d'une soupape électro- mécanique utilisée dans cette installation.
La fig. 3 est un schema d'un dispositif allumeur montrant les circuits parcourus par le gaz, et la fig. 4 est un schema électrique de l'installation.
La voie comporte deux rails 10 et 11 qui sont montés sur des traverses 12. Les rails mobiles de l'aiguillage sont indiqués en 13 et l'installation de chauffage comporte deux rampes comprenant chacune cinq brûleurs.
Ainsi, cinq brûleurs 14 sont disposés au voisinage du rail 10 et cinq brûleurs 15 au voisinage du rail 11. Les brû leurs 14 sont alimentés en un mélange de gaz et d'air par une conduite 16 comprenant un mélangeur 17. Les brûleurs 15 sont alimentes de la meme maniere par une conduite 18 et un mélangeur 19. Les mélangeurs 17 et 19 sont relies à une conduite principale de gaz 20. Les brûlers sont de préférence du type à bloc céramique dans lequel la combustion du gaz a lieu dans une serie de conduits étroits disposés transversalement à travers le bloc céramique.
Comme indique à la fig. 3, la conduite de gaz 20 est reliee à une conduite d'alimentation principale 21 par l'intermédiaire d'une soupape 22 dont la construction est décrite ci-après.
Comme représenté à la fig. 2, la soupape 22 comporte une tubulure d'entrée 23 pour le gaz, une sortie principale 24 et une sortie pilote 25. Un organe d'obturation 26 sollicité par un ressort isole normalement la tubulure d'entrée 23 des deux sorties 24 et 25, par suite de son engagement sur un siege 27. Cet organe 26 peut cependant être déplacé par suite du déplacement vers la gauche d'un plongeur 28 qu'un ressort pousse vers la droite. Lorsque 1'organe 26 est pousse tout à gauche, un disque 29 en acier doux fixe audit organe vient coopérer avec un pole d'un électro-aimant 30 dont l'enroulement est relie à un thermocouple 31.
Lorsque le thermocouple 31 est suffisamment chaud, il fournit une tension suffisante pour maintenir l'organe 26 en position d'ouverture, contre l'action du ressort. Comme repré- sente à la fig. 3, le thermocouple 31 est place à proximite du brûler 14, pour etre chauffe par ce dernier.
Le plongeur 28 est agencé pour etre actionné par un solénoïde 32.
Les brûleurs 14 sont relies les uns aux autres par des tubes d'allumage 33 (fig. 3) alimentes en gaz par des derivations 34, de la conduite 16. Lorsqu'un brûler 14 a ete allume, les autres brûleurs 14 le sont également, par les tubes d'allumage.
Comme indique à la fig. 3, un interrupteur-presso- stat 35 est branche sur la conduite d'alimentation principale 21 à l'amont de la soupape 22. Les sorties 24 et 25 de la soupape sont reliées à la conduite 20 qui est également reliee à un interrupteur-pressostat 36.
La fig. 4 représente le circuit électrique du dispositif allumeur relie à la batterie primaire 37, en l'occur- rence à 24 volts, par des contacts 38 et 39a des inter rupteurs 36 et 35 et par un contact 40 d'un relai de blocage 41 comportant deux bobines 41a et 41b avec des armatures et des contacts correspondants 40 et 43, le tout agencé de sorte que lorsque le contact 40 est fermé, le contact 43 est ouvert, et vice-versa. Le circuit reliant la bobine 41a du relais à la batterie comprend un autre contact 39b de l'interrupteur-pressostat 35. Les contacts 39a et 39b de l'interrupteur 35 sont respectivement ouvert et fermé lorsqu'il n'y a pas de pression dans la conduite principale 21.
Ils sont agencé de maniere que le contact 39b s'ouvre à une pression légèrement plus éle- vee que celle à laquelle se ferme le contact 39a. De la sorte, une impulsion électrique est fournie à la bobine 41a du relais chaque fois que la pression du gaz est éta- blie dans la conduite principale 21, et si le contact 40 est alors ouvert, cette impulsion a pour effet de ramener ce contact en position fermée, reliant à nouveau le reste du circuit de commande à la batterie. En parallèle avec le contact 39b est disposé un interrupteur 42 à bouton-poussoir qui est normalement ouvert mais qui peut etre fermé manuellement pour exciter la bobine 41a et fermer le contact 40 pour autant que du gaz soit fourni à la conduite d'alimentation 21. Le contact 43 couplé au contact 40 est situé dans le circuit avertisseur non représenté.
Lorsque les contacts 38, 39a et 40 sont tous fermés.
l'énergie provenant de la batterie est fournie à un regulateur de tension 44 qui procure une tension de sortie approximativement constante de 15 volts. Ce régulateur est nécessaire pour maintenir des conditions d'allumage constantes indépendamment des variations de la tension de la batterie résultant de sa décharge ou de variations de température modifiant sa résistance interne. 11 fonctionne par comparaison de la tension fournic à une tension de référence dérivée de deux diodes Zener non représentées.
En serie avec le régulateur de tension 44 est établi un interrupteur à fonctionnement cyclique 45 qui fournit des impulsions électrique au solénoïde 32 de la soupape de gaz et à un inverseur 46. L'interrupteur 45 comporte un circuit multivibrateur bistable et un transistor à liaison uniquc qui commande le passage du circuit bistable d'un etat à l'autre. Par ce moyen, les temps d'enclenchement et de déclenchement peuvent etre modifies et dans cette forme d'exécution, l'ensemble est agencé de sorte que ces temps sont respectivement de huit et une second, approximativement.
Pendant la durée de la fermeture des contacts 38, 39a et 40, l'énergie électrique est égalament fournie à un compteur horaire 47 destiné à limiter la duree de la periode pendant laquelle le circuit peut alimenter le dispositif d'allumage, pour empâcher la decharge de la batterie au cas ou le brûluer, le dispositif allumeur ou toute autre partie de l'installation aurait ete endommagé, par la chute d'objet ou par suite d'actes de vandalisme par exemple. Le compteur 47 est agencé de manière que si le brûleur n'est pas allumé après un temps de fonctionnement déterminé du dispositif allumeur, du courant est fourni à la bobine 41b du relais 41, qui ferme alors le contact 43 d'un circuit avertisseur et ouvre simultanément le contact 40.
De la sorte, un signal est donne dans le circuit avertisseur pour indiquer que le brûleur ne s'est pas allume, et simultanement le circuit de commande est isolé de la batterie, pour éviter la decharge de cette dernière par suite de nouveaux essais infructueux d'allumage du brûleur. Le circuit avertisseur peut notamment commander des moyens indicateurs situés à distance, par exemple dans un poste d'aiguillage, pour indiquer au préposé que l'installation ne s'est pas allumee.
Branché sur l'inverseur 46, est prévu un filament d'allumage 49 disposé pour allumer le brûleur 14 (fig. 3).
L'installation fonctionne comme suit:
Du gaz est fourni à la conduite d'alimentation principale 21 par une vanne manuelle ou automatique. Si la vanne est manuelle, elle peut être située à distance, par exemple dans le poste d'aiguillages. Cette vanne est toutefois de préférence automatique, agencée de maniere à assurer l'alimentation en gaz de la conduite 21 en fonction des conditions atmosphériques, si la tempé- rature tombe en dessous d'un valeur déterminée. Lorsque le gaz pénètre dans la conduite 21, sa presence est consttée par le pressostat 35 qui va respectivement fermer et ouvrir les contacts 39a et 39b, successivement, lorsque la pression monte dans la conduite 21.
De la sorte une pulsion électrique est fournie à la bobine 41a du relais de blocage 41 et le contact 40 est fermé et verrouillé pour établir le circuit de commande, le contact 38 restant fermé pendant ce temps.
La fermeture du contact 40 établit un circuit par l'interrupteur cyclique 45, par l'intermédiaire du régulateur de tension 44, ce qui provoque l'actionnement intermittent et synchronisé de la bobine 32 et de l'inver- seur 46. Le dispositif allumeur 49 relié à l'inverseur est alors actionné de manière synchronisée.
L'allumeur 49 est du type à filament rouge et néces- site un courant relativement élevé. Une alimentation directe à partir de la batterie pourrait donc etre préjudi- ciable à cette dernière. C'est pourquoi on a prévu l'inverseur 46, dont la fonction est de reduire le courant Prélevé sur la batterie. Cet inverseur est constitué, par exemple, par un commutateur mécanique transformant le courant continu en courant alternatif et par un transformateur abaissant la tension et elevant le courant L'inverseur recoit donc l'énergie de la batterie à une tension relativement élevée, sous faible courant, et la transmet à l'allumeur à tension plus basse, sous un courant élevé, L'alimentation de I'allumeur à partir d'une batterie se fait ainsi dans des conditions plus favorables au bon fonctionnement de la batterie.
Comme mentionné précédemment, le solénoïde 32 est actionné de maniere intermittente sous la commande de l'interrupteur cyclique 45. Lorsqu'il est excité, il déplace le plongeur 28 vers la gauche (fig. 2). Le dépla- cement du plongeur a tout d'abord pour effet d'amener l'organe de soupape 50 au contact du siege 51, puis de soulever l'organe de soupapc 26 de son siege 27, permettant ainsi au gaz provenant de la tubulure d'entrée 23 de parvenir à la sortie pilote 25, la sortie principale 24 restant fermée par suite de la coopération de l'organe de soupape 50 et du siege 51.
Le gaz en provenance de la sortie pilote 25 est fourni à la conduite commune 20 et agit sur le pressostat 36 qui provoque l'ouverture du contact 38 si la pression est suffisamment élevée dans la conduite 20.
Comme indique à la fig. 2, l'ouverture pilote 25 est de section reduite en comparaison de celle de l'ouverture principale 24, et la section de cette sortie pilote est assez reduite pour que la pression dans la conduite 20 reste alors insuffisante pour que le pressostat 36 ouvre le contact 38.
Dans les conditions précitées. le gaz provenant de la sortie pilote 25 est fourni de maniere intermittente au brûleur et la résistance d'allumage 49 est alimentee en synchronisme. A la fin de chaque cycle, le solenoide 32 est débranché et le plongeur 28 est relâché. Lors du relächement du plongeur, ii se presente deux possibilités qui sont déctrites ci-après.
Si le brûleur 14 est correctement allume, le thermocouple 39 est assez chaud pour alimenter l'électro- aimant 30 de maniere à maintenir l'organe de soupape 26 écarté de son siege 27. La liberation du plongeur 28 soulevera l'organe de soupape 50 de son siege 51 de sorte que le gaz passera alors de la tubulure d'entrée 23 à la sortie principale 24. La pression engendrée dans la conduite commune 20 sera alors suffisante pour actionner le pressostat 36 ouvrant alors le contact 38 et isolant ainsi le circuit de commande et le dispositif allumeur de la batterie. De la sorte, la batterie n'est plus sollicitée alors que le brûleur est allumé.
Si à la fin du cycle, le brûleur n'est pas correctement allume, le thermocouple n'atteint pas une température suffisante et l'électro-aimant 30 ne se trouve pas en mesure de resister à l'action du ressort agissant sur l'organe 26. La libération du plongeur 28 permet alors à cet organe de soupape 26 de revenir sur le siege 27, fermant la soupape 22. Le dispositif est alors pret pour un cycle de fonctionnement suivant, et ceci se reproduit periodiquement jusqu'à ce que le brûleur s'allume, pour autant que l'allumage se produise dans un intervalle de temps déterminé à la fin duquel le compteur horaire interrompt le circuit et provoque le fonctionnement d'un avertisseur, comme deja décrit.
Lorsque le circuit de commande a ete ouvert, comme décrit précédemment, par suite d'un défaut d'allumage (ouverture du contact 40), il est possible de le retablir de deux façons différentes: a) Sur place, par actionnement manuel de l'interrupteur à poussoir 42: Le contact 38 commande par le pressostat 36 situé sur la conduite 20 est alors fermé, car il n'y a pas de pression dans cette conduite 20. D'autre part, tant que la pression est établie dans la conduite d'alimentation principale 21, le contact 39a reste éga- lement fermé. L'actionnement du poussoir 42 fermant l'interrupteur correspondant permet l'alimentation de la bobine 41a du relais de blocage, qui referme ainsi le contact 40 et retablit le circuit de commande.
b) A distance, par exemple à partir d'un poste d'aiguillage, par une baisse de pression momentanée dans la conduite d'alimentation principale 21: Dans ce cas, à la suite d'une telle baisse, le contact 39b du pressostat 35 se ferme, et cela avant que le contact 39a du même pressostat s'ouvre, de sorte que la bobine 41a est alors alimentee et referme egalement le contact 40, rétablissant ainsi le circuit de commande.
La fermeture du contact 40 s'accompagne automatiquement de la réouverture du contact 43 du circuit aver- tisseur, qui signale alors la remise en condition normale du circuit de commande.
La remise en condition normale du circuit de commande peut etre faite, soit apres la reparation volontaire du défaut qui avait empêché l'allumage, soit à titre de contrôle, pour constater si ce défaut ne s'est par élimine de lui-meme. Ainsi, lorsque la panne résulte, par exemple, d'une obturation accidentelle des orifices du brûleur, ces orifices peuvent se deboucher d'eux-memes sous l'action des intempiries, ou etre nettoyés d'autres manières, à la suite d'un nettoyage de routine effectué par un ouvrier de la voie. I1 est alors possible de contro ler ainsi à distance si le defaut a ete elimine ou non, ce qui découle du rétablissement du circuit de commande.
On remarque que si le bruleur 14 s'éteint, par suite du souffle d'un train par exemple, le thermocouple 31 se refroidit et libere l'organe de soupape 26, coupant ainsi l'alimentation en gaz du brûleur. Pour autant que la pression de gaz soit suffisante dans la conduite principale 21, le contact 39a reste fermé et lorsque l'organe de soupape 26 passe en position fermée et coupe l'alimentation du brûleur, le pressostat 36 fonctionne pour fermer le contact 38 et alimenter ainsi le relais 41, pour compléter le circuit et permettre au dispositif allumeur et au solénoïde d'être actionnés à nouveau sous l'action de l'interrupteur cyclique.
Dans une variante, ne comportant pas le pressostat 36, la sortie principale 24 de la soupape 22 peut etre équipée d'une vanne à une voie 52 et d'un interrupteur à pression 53 placé à l'amont de cette vanne, comme indique en pointillé à la fig. 3. La vanne 52 est agencée de maniere que le gaz fourni à la sortie pilote 25 reste sans effet sur l'interrupteur 53 mais que lorsque le gaz provient de la sortie principale 24, cet interrupteur 53 est actionné. L'interrupteur pressostat 53 est associé à un contact similaire au contact 38 disposé dans le circult électrique.
Les brûleurs 15 peuvent etre commandes par un dispositif séparé analogue à celui qui vient d'etre décrit.
Dans une variante, tous les brûleurs peuvent être commandes par un meme circuit. Dans ce cas, un pressostat 36 sera associé à chacune des rampes de brûleurs pour controler l'allumeur correspondant qui fonctionnera de manière cyclique jusqu'à ce qui le premier brûleur de la rampe ait ete allume. Dans une autre variante, des tubes d'allumage peuvent etre établis entre les rampes de brûleurs.
Dans l'installation décrite, le dispositif allumeur comporte une résistance incandescente. Dans une variante, il peut etre d'un autre type à étincelle par exemple.
L'installation décrite présente de nombreuses caractéristiques qui font qu'elle convient particulièrement bien au chauffage des aiguilles de voies ferrées.