EP0524853A1 - Dispositif de sécurité détectant une anomalie de tirage pour chaudière à gaz fonctionnant sur conduit de fumée à tirage naturel - Google Patents

Dispositif de sécurité détectant une anomalie de tirage pour chaudière à gaz fonctionnant sur conduit de fumée à tirage naturel Download PDF

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EP0524853A1
EP0524853A1 EP92401959A EP92401959A EP0524853A1 EP 0524853 A1 EP0524853 A1 EP 0524853A1 EP 92401959 A EP92401959 A EP 92401959A EP 92401959 A EP92401959 A EP 92401959A EP 0524853 A1 EP0524853 A1 EP 0524853A1
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
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    • F23N5/04—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using bimetallic elements

Definitions

  • the draft European standard and the draft French standard concerning this type of appliance impose, between a cut, for anomaly of draft, of the gas supply to a gas boiler and the re-establishment of this supply, a longer time 10 minutes. This time is used to evacuate the combustion gases in the room. This requires a delay of the detector device used.
  • the object of the present invention is to provide a security detector device meeting the above-mentioned requirement.
  • a safety device detecting a draft anomaly for a gas boiler operating on a natural draft flue
  • this boiler comprising a heating body, a burner disposed at the base of the heating body, a solenoid valve placed on the gas supply pipe of said burner, a draft hood mounted above the heating body, so as to provide an additional ambient air inlet between the heating body and the draft hood, by which the boiler is connected to the smoke duct of the room in which it is installed, a temperature detector placed outside the boiler and facing said additional ambient air inlet, the detector being thus scanned, when the boiler is operating , by the ambient air which is sucked through the draft hood in the smoke duct, taking into account the vacuum prevailing in this duct, to be mixed with the fuel gases ion evacuated, this detector being designed to cut the gas supply to the boiler burner, when the detected temperature exceeds a predetermined limit ⁇ 1 corresponding, for the boiler in question, to a draft anomaly and beyond which a release of combustion gas containing carbon dioxide may
  • the additional ambient air introduced by the draft hood is intended to ensure stable depression in the heating body.
  • the present temperature detector authorizes the restoration of power only after a predetermined time, imposed by standards and allowing a lowering of the temperature corresponding to a chosen deviation.
  • Such a temperature detector is a safety device because it shuts down the burner early enough and restarts it after a downtime restoring normal operating conditions of the boiler. This detector avoids the need for an additional and expensive time delay system, which it would be possible to associate with a conventional temperature detector.
  • the temperature detector comprises a deformable curved element of the jumping type, capable of passing suddenly from a concave shape to a convex shape, and a contact electrically connected to said solenoid valve, disposed near the element and that the latter activates when its curvature suddenly changes direction under the effect of heat, at a temperature determined for the element considered and equal to said temperature ⁇ 1, the actuated contact acting on the solenoid valve to cut off the supply in gas from the burner, and said deformable element having a hysteresis characteristic such that it remains deformed during all of said safety time t imposed by standards, time after which it resumes its initial shape, its curvature changing abruptly from sense, it then ceases to actuate said contact and it therefore authorizes the re-supply of gas to the burner, the detected temperature having dropped to the value ⁇ 2.
  • the deformable element is a mechanical system with two stable positions, which are an open position or a closed position in the electrical sense of these terms. It has a double effect: a jumping effect which avoids electric arcs on the contacts and a hysteresis effect on the cut-off time, which allows it to fulfill the dual function of a conventional switch and a timer.
  • the present security device is therefore both simple and economical.
  • the deformable element advantageously has, but without this being limiting, the shape of a cup.
  • This cup can be metallic and have, for example, the following dimensions: diameter approximately 13 mm, thickness approximately 2/10 mm, deformation stroke approximately 2 mm.
  • it can be designed, again by way of example, for a temperature difference ⁇ 1 - ⁇ 2 of approximately 10 ° C, with an opening temperature ⁇ 1 for example of 46 ° C ⁇ 3 ° C and a closing temperature ⁇ 2 for example of 30 ° C ⁇ 4 ° C, the temperature difference in this case being 10 to 20 ° C for a cut-off time of at least 10 minutes.
  • the deformable element can be produced on demand for other cut-off times and other temperature differences, by suitably choosing its thermal inertia characteristics.
  • the deformable element and the contact are maintained assembled in an electrically and thermally insulating envelope, for example of plastic material such as an epoxy resin, and the assembly is mounted on said draft hood by means of a ring. support and a fixing part linked to this ring, so that the deformable element is at a distance from the boiler which is generally of the order of a few centimeters, expediently 2 cm in the case of the example indicated above, but which will vary depending on the size of the boiler and the characteristics adapted to it of the deformable element.
  • an electrically and thermally insulating envelope for example of plastic material such as an epoxy resin
  • the temperature detector further preferably includes a heat sensor, which is a wafer metal placed in front of the deformable element.
  • This sensor is advantageously of dimensions slightly larger than those of the deformable element; it transmits to the latter the calories released at said additional ambient air inlet.

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Abstract

La chaudière comprenant un coupe-tirage monté au-dessus du corps de chauffe, de façon à ménager une entrée d'air ambiant additionnel entre le corps de chauffe et le coupe-tirage, par lequel la chaudière est raccordée au conduit de fumée, le dispositif de sécurité comprend un détecteur de température placé à l'extérieur de la chaudière et en regard de ladite entrée d'air ambiant additionnel, le détecteur étant ainsi balayé, lorsque la chaudière fonctionne, par l'air ambiant qui est aspiré à travers le coupe-tirage dans le conduit de fumée pour être mélangé aux gaz de combustion évacués, ce détecteur étant conçu pour couper, par tous moyens appropriés tels qu'un élément déformable lié à un contact électrique, l'alimentation en gaz du brûleur de la chaudière, lorsque la température détectée dépasse une limite prédéterminée ϑ1 correspondant à une anomalie de tirage et pour rétablir cette alimentation seulement au bout d'un temps t prédéterminé, lorsque la température dans l'environnement du détecteur est tombée à une valeur ϑ2 correspondant à un fonctionnement normal de la chaudière et que les gaz de combustion qui se sont éventuellement échappés dans le milieu ambiant ont eu le temps d'être réabsorbés dans le conduit de fumée pour être évacués.

Description

  • Le projet de norme européenne et le projet de norme française concernant ce type d'appareil imposent, entre une coupure, pour anomalie de tirage, de l'alimentation en gaz d'une chaudière à gaz et le rétablissement de cette alimentation, un temps supérieur à 10 minutes. Ce temps sert à évacuer les gaz de combustion se trouvant dans la pièce. Ceci impose une temporisation du dispositif détecteur utilisé.
  • La présente invention a pour but de fournir un dispositif détecteur de sécurité répondant à l'exigence susindiquée.
  • A cet effet, elle a pour objet un dispositif de sécurité détectant une anomalie de tirage pour chaudière à gaz fonctionnant sur conduit de fumée à tirage naturel, cette chaudière comprenant un corps de chauffe, un brûleur disposé à la base du corps de chauffe, une électrovanne placée sur la canalisation d'alimentation en gaz dudit brûleur, un coupe-tirage monté au-dessus du corps de chauffe, de façon à ménager une entrée d'air ambiant additionnel entre le corps de chauffe et le coupe-tirage, par lequel la chaudière est raccordée au conduit de fumée du local dans lequel elle est installée, un détecteur de température placé à l'extérieur de la chaudière et en regard de ladite entrée d'air ambiant additionnel, le détecteur étant ainsi balayé, lorsque la chaudière fonctionne, par l'air ambiant qui est aspiré à travers le coupe-tirage dans le conduit de fumée, compte tenu de la dépression régnant dans ce conduit, pour être mélangé aux gaz de combustion évacués, ce détecteur étant conçu pour couper l'alimentation en gaz du brûleur de la chaudière, lorsque la température détectée dépasse une limite prédéterminée ϑ₁ correspondant, pour la chaudière considérée, à une anomalie de tirage et au-delà de laquelle un dégagement de gaz de combustion contenant du gaz carbonique pourra se produire dans le milieu ambiant, au niveau du coupe-tirage, caractérisé en ce que ledit détecteur est conçu pour rétablir l'alimentation en gaz seulement au bout d'un temps t prédéterminé, lorsque la température dans l'environnement du détecteur est tombée à une valeur ϑ₂ correspondant à un fonctionnement normal de la chaudière et que les gaz de combustion qui se sont éventuellement échappés dans le milieu ambiant ont eu le temps d'être réabsorbés dans le conduit de fumée pour être évacués, afin d'éviter tout risque d'asphyxie par les gaz de combustion dans le local où la chaudière est installée.
  • De façon connue, l'air ambiant additionnel introduit par le coupe-tirage est destiné à assurer une dépression stable dans le corps de chauffe.
  • Plus le tirage est mauvais, plus le débit d'évacuation des gaz du conduit de fumée baisse, moins il y a d'air ambiant additionnel aspiré dans le conduit pour être mélangé aux gaz de combustion et les refroidir et plus la température des gaz d'échappement augmente, jusqu'à devenir celle des gaz de combustion dans le corps de chauffe, lorsqu'il n'y a plus du tout d'aspiration d'air ambiant additionnel et lorsque finalement les gaz de combustion s'échappent dans le local où se trouve la chaudière. Déceler une élévation de température à l'extérieur de la chaudière et en regard de l'entrée d'air ambiant additionnel permet donc de déceler une anomalie de tirage et de couper en conséquence l'alimentation en gaz du brûleur, et cela bien avant que la température ne devienne excessive. Mais, en outre, le présent détecteur de température n'autorise le rétablissement de l'alimentation qu'au bout d'un temps prédéterminé, imposé par les normes et permettant un abaissement de la température correspondant à un écart choisi.
  • Un tel détecteur de température est un dispositif de sécurité parce qu'il arrête le brûleur suffisamment tôt et qu'il le remet en route après un temps d'arrêt rétablissant des conditions normales de fonctionnement de la chaudière. Ce détecteur évite d'avoir recours à un système de temporisation complémentaire et onéreux, qu'il serait possible d'associer à un détecteur de température classique.
  • Suivant un mode de réalisation préféré, le détecteur de température comprend un élément incurvé déformable du type sautant, susceptible de passer brutalement d'une forme concave à une forme convexe, et un contact relié électriquement à ladite électrovanne, disposé à proximité de l'élément et que celui-ci actionne lorsque sa courbure change brusquement de sens sous l'effet de la chaleur, à une température déterminée pour l'élément considéré et égale à ladite température ϑ₁, le contact actionné agissant sur l'électrovanne pour couper l'alimentation en gaz du brûleur, et ledit élément déformable présentant une caractéristique d'hystérésis telle qu'il reste déformé pendant tout ledit temps t de sécurité imposé par les normes, temps au bout duquel il reprend sa forme initiale, sa courbure changeant à nouveau brusquement de sens, il cesse alors d'actionner ledit contact et il autorise par conséquent la ré-alimentation en gaz du brûleur, la température détectée étant descendue à la valeur ϑ₂.
  • L'élément déformable est un système mécanique à deux positions stables, qui sont une position ouverte ou une position fermée au sens électrique de ces termes. Il a un double effet : un effet sautant qui évite les arcs électriques sur les contacts et un effet d'hystérésis sur le temps de coupure, ce qui lui permet de remplir la double fonction d'un interrupteur classique et d'un temporisateur. Le présent dispositif de sécurité est de ce fait à la fois simple et économique.
  • L'élément déformable a avantageusement, mais sans que ceci soit limitatif, la forme d'une coupelle. Cette coupelle peut être métallique et avoir, à titre d'exemple, les dimensions suivantes : diamètre environ 13 mm, épaisseur environ 2/10 mm, course de la déformation environ 2 mm. Pour assurer une temporisation d'au moins 10 mn, elle peut être conçue, toujours à titre d'exemple, pour un écart de température ϑ₁ - ϑ₂ d'environ 10°C, avec une température d'ouverture ϑ₁ par exemple de 46°C ± 3°C et une température de fermeture ϑ₂ par exemple de 30°C ± 4°C, l'écart de température étant dans ce cas de 10 à 20°C pour un temps de coupure d'au moins 10 mn. Mais, bien entendu, l'élément déformable peut être réalisé à la demande pour d'autres temps de coupure et d'autres écarts de température, en choisissant convenablement ses caractéristiques d'inertie thermique.
  • L'élément déformable et le contact sont maintenus assemblés dans une enveloppe électriquement et thermiquement isolante, par exemple en matière plastique telle qu'une résine époxy, et l'ensemble est monté sur ledit coupe-tirage par l'intermédiaire d'une bague-support et d'une pièce de fixation liée à cette bague, de sorte que l'élément déformable soit à une distance de la chaudière qui est généralement de l'ordre de quelques centimètres, opportunément de 2 cm dans le cas de l'exemple indiqué ci-dessus, mais qui variera en fonction de l'importance de la chaudière et des caractréristiques adaptées à celle-ci de l'élément déformable.
  • Le détecteur de température comprend en outre, de préférence, un capteur de chaleur, qui est une plaquette métallique placée en avant de l'élément déformable. Ce capteur est avantageusement de dimensions un peu supérieures à celles de l'élément déformable; il transmet à ce dernier les calories dégagées au niveau de ladite entrée d'air ambiant additionnel.
  • Des modifications de détail du domaine des équivalents techniques peuvent être apportées au dispositif de sécurité décrit ci-dessus, sans que l'on sorte pour cela du domaine de l'invention.

Claims (7)

1.- Dispositif de sécurité détectant une anomalie de tirage pour chaudière à gaz fonctionnant sur conduit de fumée à tirage naturel, cette chaudière comprenant un corps de chauffe, un brûleur disposé à la base du corps de chauffe, une électrovanne placée sur la canalisation d'alimentation en gaz dudit brûleur, un coupe-tirage monté au-dessus du corps de chauffe, de façon à ménager une entrée d'air ambiant additionnel entre le corps de chauffe et le coupe-tirage, par lequel la chaudière est raccordée au conduit de fumée du local dans lequel elle est installée, un détecteur de température placé à l'extérieur de la chaudière et en regard de ladite entrée d'air ambiant additionnel, le détecteur étant ainsi balayé, lorsque la chaudière fonctionne, par l'air ambiant qui est aspiré à travers le coupe-tirage dans le conduit de fumée, compte tenu de la dépression régnant dans ce conduit, pour être mélangé aux gaz de combustion évacués, ce détecteur étant conçu pour couper l'alimentation en gaz du brûleur de la chaudière, lorsque la température détectée dépasse une limite prédéterminée ϑ₁ correspondant, pour la chaudière considérée, à une anomalie de tirage et au-delà de laquelle un dégagement de gaz de combustion contenant du gaz carbonique pourra se produire dans le milieu ambiant, au niveau du coupe-tirage, caractérisé en ce que ledit détecteur est conçu pour rétablir l'alimentation en gaz seulement au bout d'un temps t prédéterminé, lorsque la température dans l'environnment du détecteur est tombée à une valeur ϑ₂ correspondant à un fonctionnement normal de la chaudière et que les gaz de combustion qui se sont éventuellement échappés dans le milieu ambiant ont eu le temps d'être réabsorbés dans le conduit de fumée pour être évacués.
2.- Dispositif de sécurité suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le détecteur de température comprend un élément incurvé déformable du type sautant, susceptible de passer brutalement d'une forme concave à une forme convexe, et un contact relié électriquement à ladite électrovanne, disposé à proximité de l'élément et que celui-ci actionne lorsque sa courbure change brusquement de sens sous l'effet de la chaleur, à une température déterminée pour l'élément considéré et égale à ladite température ϑ₁, le contact actionné agissant sur l'électrovanne pour couper l'alimentation en gaz du brûleur, et ledit élément déformable présentant une caractéristique d'hystérésis telle qu'il reste déformé pendant tout ledit temps t de sécurité imposé par les normes, temps au bout duquel il reprend sa forme initiale, sa courbure changeant à nouveau brusquement de sens, il cesse alors d'actionner ledit contact et il autorise par conséquent la ré-alimentation en gaz du brûleur, la température détectée étant descendue à la valeur ϑ₂.
3.- Dispositif de sécurité suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément déformable a la forme d'une coupelle.
4.- Dispositif de sécurité suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la coupelle est métallique.
5.- Dispositif de sécurité suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'élément déformable et le contact sont maintenus assemblés dans une enveloppe électriquement et thermiquement isolante.
6.- Dispositif de sécurité suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'ensemble de l'élément déformable et du contact assemblés dans une enveloppe isolante est monté sur ledit coupe-tirage par l'intermédiaire d'une bague-support et d'une pièce de fixation liée à cette bague.
7.- Dispositif de sécurité suivant l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le détecteur de température comprend en outre un capteur de chaleur, qui est une plaquette métallique placée en avant de l'élément déformable.
EP92401959A 1991-07-22 1992-07-08 Dispositif de sécurité détectant une anomalie de tirage pour chaudière à gaz fonctionnant sur conduit de fumée à tirage naturel Expired - Lifetime EP0524853B1 (fr)

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DE524853T1 (de) 1993-06-09
FR2679627B1 (fr) 1997-06-27
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ES2036994T3 (es) 1996-05-16
ES2036994T1 (es) 1993-06-16
DE69209580T2 (de) 1996-09-19
DE69209580D1 (de) 1996-05-09
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