EP0024231A1 - Perfectionnements aux dispositifs de commande des vannes à gaz - Google Patents
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- F23N2223/00—Signal processing; Details thereof
- F23N2223/22—Timing network
- F23N2223/26—Timing network with capacitors
Definitions
- the invention relates to valve control devices intended to supply pressurized combustible gas to the burners of gas appliances such as water heaters, bath heaters and boilers intended for central heating by circulation of hot water. in radiators.
- valves in question are electrically controlled by a direct voltage
- control devices those for which the valves in question are electrically controlled by a direct voltage
- a capacitor having a capacity such that, from its electrically charged state, its discharge in the valve ensures opening thereof for a predetermined period of between 1 and 5 s
- a two-position switch mounted in such a way that, for a first position of this switch, the capacitor is charged from a source of electric voltage and that, for the second position of said switch, the capacitor is discharged towards the valve
- the new means in question still involve the capacitor and are arranged so as to subject the latter to an uninterrupted periodic series of recharges by the source and discharges in the valve. . -
- This solution which requires an uninterrupted series of openings and closings of electrical circuits enslaved to each other is complicated, expensive and above all its reliability is questionable.
- the invention aims, above all, to propose to constitute the new means in question a particularly simple, robust and reliable solution.
- the source is a source of alternating electrical voltage and the new means comprise a first unidirectional member interposed between this source and the switch in the direction allowing the charging of the capacitor from the source, a second unidirectional member interposed between the switch and the valve in the direction allowing the discharge of the capacitor in this valve, and a conductive section interposed between a first point located between the source and the first unidirectional member and a second point located between the second unidirectional member and the valve , this section itself comprising, on the one hand, a third unidirectional member mounted in the direction allowing the supply of the valve through it from the source and, on the other hand, an electric switch controlled by the effective gas ignition.
- the capacitor its capacity is relatively high: this is how, if the supply voltage of the device is the AC mains voltage at 220 V and if the electric power consumed by the valve is of the order from 5 to 50 W, the capacity of this capacitor is between 100 and 1000 uF, said capacitor preferably being of an electrochemical type.
- the invention includes, apart from these main provisions, certain other provisions which are preferably used at the same time and which will be more - explicitly discussed below.
- the single figure of this drawing shows, very schematically, a device established according to the invention for controlling the fuel gas supply valve of a central heating boiler with hot water.
- valve in question has been designated by reference 1 on this diagram.
- the capacitor 3 is in particular of the electrochemical type and its capacity depends on the voltages involved and on the electric power consumed by the valve for its opening: in the case where the source 2 is the sector, that is to say a source of alternating voltage at 220 V, if the power in question is of the order of ten W, said capacity is between 300 and 400 ⁇ F, but, all things also equal, said capacity would be 100 times higher if the supply voltage had a value 10 times lower.
- the period T 0 is generally between 1 and 5 s and is preferably of the order of 3 seconds.
- the switch 4 At rest, that is to say when the valve 1 is closed and no gas flow is therefore delivered to the device, the switch 4 is in its first position, which has been illustrated in solid lines on the drawing, for which the capacitor 3 is connected to the source 2; if the main switch 7 is closed, this capacitor then charges electrically to the maximum through components 5 and 8.
- the ignition control results in the switching of the switch 4 from its above position to its second position, illustrated in dashes: the capacitor 3 is immediately discharged into the valve 1 through the component 6, which opens this valve , and this during period T.
- the response time of the chain F, 13, 15, G, 11 is less than the period T 0 , so that, if the gas supplied by the burner 14 is correctly ignited, the electrical supply to the valve 1, initiated by the discharge of the capacitor 3, is relayed by the source 2 through the elements 9, 10, 11 before total exhaustion of the energy discharged by this capacitor.
- the return of the switch 4 to its initial position can be subject to the cessation of the phenomenon to which the triggering of the ignition is subject.
- the phenomenon in question is the circulation of water in a pipe 16 intended to be heated by the gas of the burner 14, the pipe forming part of a water heater or of a boiler intended for central heating by circulation of water changed in radiators 17 using a pump 18.
- Such a device has many advantages over those existing to date, in particular with regard to reliability, small size, robustness, simplicity and low price, since most of the constituent elements can be formed from electronic organs.
- the invention is in no way limited to those of its embodiments and of application which have been more especially envisaged; on the contrary, it embraces all variants, in particular those in which the valve control device described above would equip an appliance other than a water heater, a bath heater, or a circulation boiler. 'water, device in which the valve would still be controlled, not manually, but automatically depending in particular on the exceeding of a given threshold by a predetermined parameter such as time (timer) or temperature (thermostat).
- a predetermined parameter such as time (timer) or temperature (thermostat).
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Abstract
Il s'agit de commander l'ouverture d'une vanne 1 propre à alimenter un brûleur 14 en un gaz combustible sous pression, tout en assurant que cettevanne se referme au bout d'un temps To de l'ordre de 3 secondes, si le gaz délivré par elle ne s'est pas allumé entre temps. L'alimentation de la vanne 1 est assurée exclusivement par la décharge d'un condensateur 3 qui est préalablement chargé à partir du secteur 2, et si l'allumage du gaz est détecté au cours du temps To, le relais de ladite alimentation est pris directement par ledit secteur 2.
Description
- L'invention est relative aux dispositifs de commande des vannes destinées à alimenter en gaz combustible sous pression les brûleurs d'appareils à gaz tels que les chauffe-eau, les chauffe-bains et les chaudières destinées au chauffage central par circulation d'eau chaude dans des radiateurs.
- Elle concerne plus spécialement, parmi ces dispositifs de commande, ceux pour lesquels les vannes en question sont commandées électriquement par une tension continue, et qui comprennent : un condensateur présentant une capacité telle qu'à partir de son état électriquement chargé, sa décharge dans la vanne assure l'ouverture de celle-ci pendant une durée prédéterminée comprise entre 1 et 5 s ; un commutateur à deux positions monté de façon telle que, pour une première position de ce commutateur, le condensateur soit chargé à partir d'une source de tension électrique et que, pour la seconde position dudit commutateur, le condensateur soit déchargé vers la vanne ; des moyens asservis à la commande de l'allumage de l'appareil pour commander les déplacements de ce commutateur de sa première à sa seconde position au début des périodes d'allumage ; et des moyens asservis à l'allumage effectif du gaz délivré par la vanne pour mettre en action de nouveaux moyens d'alimentation électrique de la vanne.
- Ces nouveaux moyens ont pour rôle de prendre le relais de la décharge initiale du condensateur si, et seulement si, le combustible délivré par la vanne ouverte grâce à cette décharge a été effectivement allumé au cours de ladite décharge.
- Dans un mode de réalisation connu, d'un tel dispositif, les nouveaux moyens en question font encore intervenir le condensateur et sont agencés de façon à faire subir à celui-ci une suite périodique ininterrompue de recharges par la source et de décharges dans la vanne. - Cette solution, qui nécessite une suite ininterrompue d'ouvertures et de fermetures de circuits électriques asservis les uns aux autres est compliquée, coûteuse et surtout sa fiabilité est contestable.
- L'invention a pour but, surtout, de proposer pour constituer les nouveaux moyens en question une solution particulièrement simple, robuste et fiable.
- Elle consiste à agencer les nouveaux moyens ci-dessus de façon telle qu'ils connectent en permanence la source à la vanne, indépendamment du condensateur.
- Dans des modes de réalisation préférés, la source est une source de tension électrique alternative et les nouveaux moyens comprennent un premier organe unidirectionnel interposé entre cette source et le commutateur dans le sens permettant la charge du condensateur à partir de la source, un second organe unidirectionnel interposé entre le commutateur et la vanné dans le sens permettant la décharge du condensateur dans cette vanne, et un tronçon conducteur interposé entre un premier point situé entre la source et le premier organe unidirectionnel et un second point situé entre le second organe unidirectionnel et la vanne, ce tronçon comportant lui-même, d'une part,un troisième organe unidirectionnel monté dans le sens permettant l'alimentation de la vanne à travers lui à partir de la source et, d'autre part, un interrupteur électrique asservi a l'allumage effectif du gaz.
- Pour ce qui est du condensateur, sa capacité est relativement élevée : c'est ainsi que, si la tension d'alimentation du dispositif est la tension alternative du secteur à 220 V et si la puissance électrique consommée par la vanne est de l'ordre de 5 à 50 W, la capacité de ce condensateur est comprise entre 100 et 1000 uF, ledit condensateur étant de préférence d'un type électrochimique.
- L'invention comprend, mises à part ces dispositions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus - explicitement question ci-après.
- Dans ce qui suit, l'on va décrire un mode de réalisation préféré de l'invention en se référant au dessin ci-annexé d'une manière bien entendu non limitative.
- La figure unique de ce dessin montre, très schématiquement, un dispositif établi selon l'invention pour commander la vanne d'alimentation en gaz combustible d'une chaudière de chauffage central à eau chaude.
- La vanne en question a été désignée par la référence 1 sur ce schéma.
- Il s'agit d'une vanne de sécurité, laquelle est ouverte uniquement si elle est alimentée électriquement, toute absence d'alimentation électrique se traduisant par sa fermeture automatique.
- Le dispositif de commande de cette vanne est alimenté à partir de la tension alternative émise par une source 2, qui est notamment le secteur, et il comprend essentiellement :
- - un condensateur 3 de capacité suffisante pour que sa décharge dans la vanne puisse ouvrir celle-ci pendant une période prédéterminée T0,
- - un commutateur 4 à deux positions monté de façon à relier le condensateur 3 soit à la source 2, soit à la vanne 1,
- - un premier redresseur 5 interposé entre la source 2 et le commutateur 4 dans le sens permettant la charge de ce condensateur par la source,
- - et un second redresseur 6 interposé entre le commutateur 4 et la vanne 1 dans le sens permettant la décharge du condensateur dans la vanne.
- Le condensateur 3 est notamment du type électrochimique et sa capacité dépend des tensions mises en jeu et de la puissance électrique consommée par la vanne pour son ouverture : dans le cas où la source 2 est le secteur, c'est-à-dire une source de tension alternative à 220 V, si la puissance en question est de l'ordre d'une dizaine de W, ladite capacité est comprise entre 300 et 400 µF, mais, toutes choses égales par ailleurs, ladite capacité serait 100 fois plus élevée si la tension d'alimentation avait une valeur 10 fois plus faible.
- La période T0 est généralement comprise entre 1 et 5 s et est, de préférence, de l'ordre de 3 secondes.
- On voit encore sur le dessin :
- - un interrupteur général 7,
- - et une résistance de charge 8 montée entre le redresseur 5 et le commutateur 4.
- On reviendra plus loin sur les autres éléments représentés sur le dessin, ceux qui ont été décrits ci-dessus permettant de faire comprendre le principe général de fonctionnement du dispositif, qui est le suivant.
- Au repos, c'est-à-dire lorsque la vanne 1 est fermée et qu'aucun débit de gaz n'est donc délivré à l'appareil, le commutateur 4 est dans sa première position, qui a été illustrée en traits pleins sur le dessin, pour laquelle le condensateur 3 est relié à la source 2; si l'interrupteur général 7 est fermé, ce condensateur se charge alors électriquement au maximum à travers les composants 5 et 8.
- La commande de l'allumage se traduit par le basculement du commutateur 4 de sa position ci-dessus à sa seconde position, illustrée en tirets : le condensateur 3 se décharge aussitôt dans la vanne 1 à travers le composant 6, ce qui ouvre cette vanne, et ce pendant la période T .
- Si, au cours de cette période T , l'alimentation électrique de la vanne 1 n'est pas relayée par d'autres moyens sensibles à l'allumage effectif du gaz sous pression délivré par la vanne, cette dernière se referme obligatoirement : il est en effet impossible que le condensateur 3 décharge dans la vanne une énergie électrique supérieure à celle qu'il a emmagasinée au préalable.
- La sécurité de ce type d'alimentation est donc absolue, ce qui représente un avantage capital.
- Dans ce qui suit, l'on va décrire la solution adoptée selon l'invention pour prendre le relais de la décharge ci-dessus si, et seulement si, le gaz combustible délivré par la vanne 1 s'est effectivement allumé au cours de la période T0.
- Selon cette solution,
- - un tronçon de fil conducteur 9 relie un premier point M situé entre la source 2 et le redresseur 5 à un second point P situé entre le redresseur 6 et la vanne 1, tronçon comprenant,d'une part, un troisième redresseur 10 monté dans le sens qui permet l'alimentation à travers lui de la vanne 1 à partir de la source 2, et, d'autre part, l'interrupteur 11 d'un relais 12,
- - le basculement du commutateur 4 assure simultanément l'excitation d'un allumeur 13, ce qui a été sym- bolysé par la flèche F,
- - l'allumage effectif, à l'aide de cet allumeur 13, du gaz délivré à travers successivement la vanne 1 et le brûleur 14 de l'appareil, est détecté par un organe 15,
- - et cet organe 15 est associé au relais 12 ci-dessus de façon telle que seule la présence effective d'une flamme se traduise par l'excitation de ce relais et la fermeture de son interrupteur 11, ce qui est schématisé par la flèche G, l'absence de l'extinction de ladite flamme assurant au contraire automatiquement l'ouverture dudit interrupteur 11.
- Le temps de réponse de la chaîne F, 13, 15, G, 11 est inférieur à la période T0, de sorte que, si le gaz délivré par le brûleur 14 est correctement allumé, l'alimentation électrique de la vanne 1, amorcée par la décharge du condensateur 3, est relayée par la source 2 à travers les éléments 9, 10, 11 avant épuisement total de l'énergie déchargée par ce condensateur.
- Bien entendu, si aucune flamme n'apparaît au brûleur 14 et/ou n'est détectée par l'organe 15 au cours de ladite période T0,1'interrupteur 11 demeure ouvert et, après épuisement du condensateur 3 au terme de la période T0, la vanne 1 est refermée, ce qui exige une intervention extérieure ; tout risque de pollution et/ou d'explosion est donc écarté.
- Le retour du commutateur 4 en sa position initiale peut être asservi à la cessation du phénomène auquel est asservi le déclenchement de l'allumage.
- Dans une application particulièrement intéressante schématisée sur le dessin, le phénomène en question est la circulation de l'eau dans une canalisation 16 destinée à être chauffée par le gaz du brûleur 14, la canalisation faisant partie d'un chauffe-eau ou d'une chaudière destinée au chauffage central par circulation d'eau chande dans des radiateurs 17 à l'aide d'une pompe 18.
- D'une façon connue en soi pour une telle application, une dépression créée par cette circulation d'eau agit sur la membrane 19 d'une valve différentielle 20, de façon à ouvrir un clapet-gaz 21 interposé entre la vanne 1 et le brûleur 14, et ce sont les déplacements de ce clapet-gaz qui sont exploités pour commander, directement ou non, les basculements du commutateur 4 : cette exploitation a été schématisée par le trait mixte H sur le dessin.
- On voit finalement qu'avec une telle installation, la mise en marche de la pompe de circulation 18, due notamment à l'émission d'un signal de commande par un thermostat d'ambiance, entraîne successivement la circulation de l'eau dans l'installation, l'ouverture du clapet-gaz 21, le basculement du commutateur 4, l'alimentation et l'ouverture de la vanne 1 par décharge du condensateur 3 dans celle-ci, et donc la distribution de gaz sous pression par le brûleur 14, l'excitation de l'allumeur 13, la détection de la flamme résultante en 15, la fermeture de l'interrupteur 11, et la prise en charge de l'alimentation de la vanne par la source 2 à travers ce dernier.
- Si aucun allumage du gaz normalement délivré par la vanne 1 ouverte n'est observé pendant une période T consécutive à son ouverture, cette dernière se referme automatiquement, comme indiqué précédemment.
- En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on obtient finalement un dispositif de commande de vanne dont la constitution et le fonctionnement résultent suffisamment de ce qui précède.
- Un tel dispositif présente de nombreux avantages sur ceux existant jusqu'à ce jour, notamment en ce qui concerne la fiabilité, le faible encombrement, la robustesse, la simplicité et le faible prix, vu que la plupart des éléments constitutifs peuvent être formés d'organes électroniques.
- Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réalisation et d'application qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment celles où le dispositif de commande de vanne décrit ci-dessus équiperait un appareil autre qu'un chauffe-eau, qu'un chauffe-bains, ou qu'une chaudière à circulation d'eau, appareil dans lequel la vanne serait encore commandée, non pas manuellement, mais automatiquement en fonction notamment du dépassement d'un seuil donné par un paramètre prédéterminé tel que le temps (minuterie) ou la température (thermostat).
Claims (3)
1.- Dispositif pour commander une vanne destinée à alimenter en gaz combustible le brûleur d'un appareil à gaz, comprenant : un condensateur présentant une capacité telle qu'à partir de son état électriquement chargé, sa décharge dans la vanne assure l'ouverture de celle-ci pendant une durée prédéterminée comprise entre 1 et 5 s ; un commutateur à deux positions, monté de façon telle que, pour une première disposition de ce commutateur, le condensateur soit chargé à partir d'une source de tension électrique et que, pour la seconde position dudit commutateur, le condensateur soit déchargé vers la vanne ; des moyens asservis à la commande de l'allumage de l'appareil pour commander les déplacements de ce commutateur de sa première à sa seconde position au début des périodes d'allumage ; et des moyens asservis à l'allumage effectif du gaz délivré par la vanne pour mettre en action de nouveaux moyens d'alimentation électrique de cette vanne, caractérisé en ce que les nouveaux moyens sont agencés de façon à connecter en permanence la source (2) à la vanne (1) indépendamment du condensateur (3).
2.- Dispositif de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source (2) est une source de tension alternative et en ce que les nouveaux moyens comprennent un premier organe unidirectionnel (5) interposé entre cette source et le commutateur (4) dans le sens permettant la charge du condensateur (3) à partir de la source, un second organe unidirectionnel (6) interposé entre le commutateur et la vanne (1) dans le sens permettant la décharge du condensateur dans cette vanne, et un tronçon conducteur (9) interposé entre un premier point (M) situé entre la source et le premier organe unidirectionnel et un second point (P) situé entre le second organe unidirectionnel et la vanne, ce tronçon comportant lui-même, d'une part, un troisième organe unidirectionnel (10) monté dans le sens permettant l'alimentation de la vanne à travers lui à partir de la source et, d'autre part, un interrupteur électrique (11) asservi à l'allumage effectif du gaz .
3.- Dispositif de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la source de tension électrique (2) étant le secteur (tension alternative à 220 V) et la puissance électrique consommée par la vanne étant de l'ordre de 5 à 50 W, la capacité du condensateur est comprise entre 100 et 1000 microfarads.
Applications Claiming Priority (2)
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FR7919763A FR2462635A1 (fr) | 1979-08-01 | 1979-08-01 | Perfectionnement aux dispositifs de commande des vannes a gaz |
FR7919763 | 1979-08-01 |
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EP80401138A Withdrawn EP0024231A1 (fr) | 1979-08-01 | 1980-07-31 | Perfectionnements aux dispositifs de commande des vannes à gaz |
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JP (1) | JPS5623631A (fr) |
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Date | Code | Title | Description |
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PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
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AK | Designated contracting states |
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RIN1 | Information on inventor provided before grant (corrected) |
Inventor name: DAUGET, CLAUDE Inventor name: VERGNE, BERNARD |