FR2665941A1 - Procede et dispositif pour regler le rapport combustible-air de l'alimentation en gaz inflammable d'un bruleur a rayonnement. - Google Patents

Procede et dispositif pour regler le rapport combustible-air de l'alimentation en gaz inflammable d'un bruleur a rayonnement. Download PDF

Info

Publication number
FR2665941A1
FR2665941A1 FR9109344A FR9109344A FR2665941A1 FR 2665941 A1 FR2665941 A1 FR 2665941A1 FR 9109344 A FR9109344 A FR 9109344A FR 9109344 A FR9109344 A FR 9109344A FR 2665941 A1 FR2665941 A1 FR 2665941A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
radiation
burner
intensity
flammable gas
combustion air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR9109344A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2665941B1 (fr
Inventor
Chester D Ripka
Daniel R Clark
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carrier Corp
Original Assignee
Carrier Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carrier Corp filed Critical Carrier Corp
Publication of FR2665941A1 publication Critical patent/FR2665941A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2665941B1 publication Critical patent/FR2665941B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/02Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/08Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements
    • F23N5/082Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements using electronic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00Regulating fuel supply
    • F23N1/02Regulating fuel supply conjointly with air supply
    • F23N1/022Regulating fuel supply conjointly with air supply using electronic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00Regulating fuel supply
    • F23N1/04Regulating fuel supply conjointly with air supply and with draught
    • F23N1/042Regulating fuel supply conjointly with air supply and with draught using electronic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2223/00Signal processing; Details thereof
    • F23N2223/08Microprocessor; Microcomputer
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2225/00Measuring
    • F23N2225/26Measuring humidity
    • F23N2225/30Measuring humidity measuring lambda
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2227/00Ignition or checking
    • F23N2227/20Calibrating devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2233/00Ventilators
    • F23N2233/02Ventilators in stacks
    • F23N2233/04Ventilators in stacks with variable speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N3/00Regulating air supply or draught
    • F23N3/08Regulating air supply or draught by power-assisted systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)
  • Control Of Combustion (AREA)

Abstract

L'invention se rapporte aux appareils de chauffage. Le combustible est fourni au brûleur par un régulateur à débit constant (42) et l'air est réglé pour donner un mélange pauvre fixe, par action sur le débit total, à l'aide du ventilateur d'induction (21) intercalé dans le conduit de fumées. Le moteur (22) du ventilateur est commandé par un contrôleur (23) alimenté par un capteur (31) qui capte le rayonnement du brûleur (13). Un microprocesseur (32) compare la sortie du capteur (31) à sa sortie lorsqu'il reçoit le rayonnement d'une source étalon (33). Principale application: chauffages résidentiels ou commerciaux ou industriels.

Description

Procédé et dispositif pour régler le rapport combustible-air de
l'alimentation en gaz inflammable d'un brûleur à rayonnement Cette invention se rapporte à la commande des braleurs à rayonnement utilisés dans différents types
d'appareils de chauffage Elle se rapporte plus particu-
liîèrement à un procédé et à un dispositif servant à fixer et maintenir à une valeur optimale le rapport gaz
combustible-air à l'air dans le mélange de gaz inflamma-
ble fourni à un brûleur à rayonnement.
Dans les conditions idéales, un brûleur à rayon-
nement brûle avec le rendement thermique le plus élevé et la production la plus faible d'émissions indésirables
lorsque le gaz inflammable fourni au brûleur est un mé-
lange stoechiométrique de gaz combustible et d'air, c'est-à-dire lorsqu'on fournit exactement la quantité d'air nécessaire pour oxyder totalement la quantité de
combustible fournie Si, au contraire, le rapport du com-
bustible-air s'élève au-dessus de la valeur stoechiomé-
trique, ou si le mélange devient riche en combustible,
les gaz de combustion produits par le brûleur contien-
nent du combustible imbrûlé et de l'oxyde de carbone.
Dans les conditions de fonctionnement réelles,
si un brûleur à rayonnement doit être configuré pour tra-
vailler exactement au rapport stoechiométrique, divers
défauts de conception ou de fabrication, des écarts tran-
sitoires ou chroniques se rapprochant de la condition ri-
che en combustible, en s'éloignant du rapport stoechiomé-
trique, partout ou localement sur la surface du brûleur
peuvent se traduire par la production d'emissions indési-
rables et dangereuses par le brûleur Il est donc de pra-
tique générale, dans la conception et l'ingéniérie, de
faire travailler les brûleurs à rayonnement avec un mé-
lange combustible-air qui contient une certaine quantité
d'air excédentaire, c'est-à-dire dans lequel le gaz in-
flammable est pauvre en combustible ou le rapport combus-
tible-air est inférieur au rapport stoechiométrique Le
fait de travailler dans des conditions d'excès d'air con-
tribue à faire en sorte que la totalité du combustible
est brûlée et qu'il ne se forme pas de produits de com-
bustion dangereux La quantité optimale d'air excédentai-
re qui est nécessaire dans une installation de brûleur donnée dépend d'un certain nombre de facteurs tels que
la construction et la géométrie du brûleur et de son en-
vironnement, ainsi que du type et de la composition du com-
bustible à brûler En général, le brûleur à rayonnement typique commencera à présenter des caractéristiques de combustion indésirables lorsque l'air excédentaire tombe à moins d'environ cinq à dix pourcent Dans une telle installation de brûleur, il est habituel de calculer un excès d'air dans un pourcentage de l'intervalle de 15 à pourcent Le fait de travailler à des pourcentages
d'air excédentaire supérieurs à ceux contenus dans l'in-
tervalle optimal entraîne une dégradation des performan-
ces du brûleur, par une perte de rendement ou par l'ex-
tinction du brûleur.
Bien qu'il soit possible de mesurer directement le rapport de débit entre les débits de gaz combustible
et d'air fournis à un brûleur, et d'asservir l'un ou cha-
cun des débits de manière à produire un mélange gazeux inflammable qui soit optimal, ce système de détection et d'asservissement serait complexe et d'un coût prohibitif
dans de nombreuses applications Les versions de certai-
nes applications de brûleurs comprennent des interrup-
teurs à pression pour capter le débit d'air mais ces in-
terrupteurs ne sont capables que de détecter de gros
écarts par rapport à la valeur optimale de l'air excéden-
taire, et ils ne sont pas capables d'assurer la régula-
tion du pourcentage d'air excédentaire D'autres ver-
sions utilisent des capteurs qui détectent la présence et la concentration de certains constituants, tels que l'oxygène, contenus dans les gaz de fumée qui émanent du brûleur Toutefois, ces versions sont sujettes à subir un encrassage du capteur, et elles peuvent être dépour-
vues de fiabilité et imprécises.
Ce dont on a besoin est donc des moyens économi-
ques, précis et fiables pour assurer automatiquement
qu'un brûleur à rayonnement sera alimenté avec un gaz in-
flammable qui contient une valeur optimale d'air excéden-
taire. L'invention décrit donc un nouveau procédé et
un nouveau dispositif capable de surveiller automatique-
ment les performances d'un brûleur à rayonnement, et de régler le rapport gaz combustible-air dans le mélange gazeux inflammable fourni au brûleur de manière que le mélange gazeux soit maintenu à la valeur optimale du
débit de l'air excédentaire.
Il est largement connu que les brûleurs à rayon-
nement, lorsqu'ils sont en fonctionnement, émettent un
rayonnement dans le spectre ultraviolet supérieur, visi-
ble et infrarouge proche L'intensité de ce rayonnement varie avec le pourcentage d'air excédentaire contenu dans l'alimentation de gaz inflammable La variation est non linéaire, avec un pic qui se produit à proximité du
rapport stoechiométrique Etant donné que la mesure di-
recte de la proportion de gaz combustible et d'air dans le gaz inflammable envoyé au brûleur dans les appareils de chauffage utilisés dans les applications habituelles,
résidentielles et commerciales, est difficilement possi-
ble et d'un coût prohibitif, la présente invention tire parti de la relation liant l'intensité du rayonnement du
brûleur au rapport gaz combustible-air en utilisant l'in-
tensité comme mesure indirecte de l'air excédentaire con-
tenu dans le gaz inflammable envoyé au brûleur.
Dans le procédé et le dispositif décrits par
l'invention, l'intensité du rayonnement émis par le brû-
leur lorsque le gaz inflammable envoyé au brûleur con-
tient la quantité désirée d'air excédentaire est détermi-
née expérimentalement en mesurant l'intensité lorsque le brûleur brûle un gaz inflammable connu pour avoir les
proportions désirées de combustible gazeux et d'air.
Dans ce cas, en service, lorsque le débit d'alimentation du gaz combustible est maintenu constant à une valeur donnée, le débit d'air comburant est ajusté de manière à
obtenir et maintenir l'intensité du rayonnement du brû-
leur à une valeur égale à l'intensité qui a été détermi-
née expérimentalement, ce qui permet d'obtenir et d'en-
tretenir la quantité désirée d'air excédentaire dans
l'alimentation de gaz inflammable fourni au brûleur.
L'invention comporte un capteur possédant une sortie qui varie avec l'intensité reçue par le capteur, un dispositif de commande et un contrôleur de moteur d'alimentation en air à vitesse variable, un moteur et
un ventilateur ou une soufflerie Etant donné que la sen-
sibilité des capteurs dont on dispose normalement varie avec l'âge, l'invention comprend aussi une source de
rayonnement d'étalonnage qui est destinée à être utili-
sée pour compenser la variation de la sensibilité du cap-
teur avec le temps.
A chaque mise en marche de l'appareil de chauf-
fage équipé selon l'invention, il s'effectue un program-
me de mise en marche qui dérive le paramètre de commande
nécessaire pour le dispositif de commande pour qu'il uti-
lise correctement la sortie du capteur pour la commande
de la vitesse du ventilateur ou de la soufflerie Le dis-
positif de commande peut aussi être programmé pour effec-
tuer le programme d'étalonnage à des intervalles périodi-
ques, par exemple quotidiennement, dans le cas d'un fonc-
tionnement continu Le dispositif selon l'invention peut aussi servir de dispositif de sécurité, en supplément ou en remplacement des organes de sécurité que l'on trouve
maintenant actuellement dans les appareils de chauffa-
ge. L'invention est appropriée pour être utilisée avec des régulateurs de gaz combustible à alimentation constante qui sont largement utilisés dans les appareils de chauffage, et avec une alimentation de l'appareil en
air comburant variable et réglable, par exemple, un ven-
tilateur ou une soufflerie d'air induit ou forcé à vites-
se variable L'invention peut aussi être appliquée, avec des modifications appropriées, avec des régulateurs de
gaz combustible d'un type autre que le type à alimenta-
tion constante.
D'autres caractéristiques et avantages de l'in-
vention apparaitront à la lecture de la description et
en se référérant aux dessins annexés, sur lesquels: La figure 1 est un schéma d'un appareil de
chauffage utilisant le dispositif selon l'invention.
La figure 2 est un graphique de l'intensité su rayonnement émis par un brûleur à rayonnement qui brûle un gaz inflammable composé d'un mélange de méthane et
d'air, en fonction du rapport gaz combustible-air, expri-
mé en pourcentage d'air excédentaire dans l'alimentation
de gaz inflammable.
La figure 1 illustre les composants et les in-
terconnexions du dispositif décrit dans l'invention Sur ce dessin, on a représenté un appareil de chauffage 11, par exemple un four ou un chauffe-eau, possédant une
chambre de combustion 12 dans laquelle est monté un brû-
leur à rayonnement 13 Le gaz combustible est fourni à
l'appareil par une conduite de combustible 41 et un régu-
lateur à débit constant 42 De l'air est introduit et mélangé au gaz combustible dans une boite à air 43, pour former un mélange inflammable qui, ensuite, est envoyé au brûleur 13 par une canalisation de gaz inflammable 44 Le gaz inflammable est aspiré dans le brûleur 13 et
à travers ce brûleur 13, et les gaz de fumée qui contien-
nent les produits de combustion formés par le brûleur 13 sont aspirés de la chambre de combustion 12, par un ven- tilateur à induction 21 entraîné par un moteur à vitesse variable 22 qui est lui-même équipé d'un contrôleur de moteur 23 Une fenêtre 14 pratiquée dans la paroi de la chambre de combustion 12 permet d'observer la surface du brûleur 13 de l'extérieur de la chambre de combustion
12 Un câble à fibres optiques 34 transmet le rayonne-
ment émis par le brûleur 13 de la fenêtre 14 à un cap-
teur 31, ce qui permet de monter le capteur 31 dans une
position écartée de la ligne de vision directe de la fe-
nêtre 14, et réduit ainsi le risque de voir la poussière ou les matières étrangères influer sur la transmission
du rayonnement de la fenêtre 14 au capteur 31 Le cap-
teur 31 répond au rayonnement compris dans le spectre ul-
traviolet supérieur, visible ou infrarouge proche et il
produit une sortie qui varie avec l'intensité du rayonne-
ment émis par le brûleur 13 La fenêtre 14 et le câble à fibres optiques 34 sont construits en des matières qui assurent une transmission optimale du rayonnement dans le spectre choisi La sortie du capteur 31 est envoyée à
un dispositif de commande 32 qui renferme un microproces-
seur qui effectue les calculs et les fonctions de comman-
de nécessaires pour établir et entretenir l'air excéden-
taire au pourcentage désiré Une sortie du dispositif de
commande 31 est un signal de commande envoyé au contrô-
leur 23 du moteur A son tour, le contrôleur 23 du mo-
teur commande la vitesse du moteur 22 et, par consé-
quent, celle du ventilateur à induction 21 Sous l'effet
du régulateur 42, le débit de gaz combustible est cons-
tant En faisant varier la vitesse du ventilateur d'in-
duction 21, on peut faire varier le débit total de gaz inflammable qui traverse le brûleur 13 Si le débit de gaz combustible reste constant, l'accroissement du débit total se traduit par un accroissement de la proportion
relative d'air dans le gaz inflammable et, de cette fa-
çon, la quantité d'air excédentaire contenue dans le gaz
inflammable peut être réglée par la commande de la vites-
se du ventilateur à induction 21.
Un câble à fibres optiques 35 transmet le rayon-
nement d'une source de rayonnement d'étalonnage 33 au capteur 31 et est fait de la même matière que le câble à fibres optiques 34 ou d'une matière analogue Une source 33 est utilisée pour l'étalonnage du système et émet un
rayonnement dans le spectre auquel le capteur 31 est sen-
sible, et elle est d'un type fiable et stable sur une pé-
riode prolongée, par exemple, une diode photo-émettrice.
Les câbles à fibres optiques 34 et 35 sont agencés par rapport au capteur 31 de telle manière que le capteur 31 puisse recevoir le rayonnement transmis par chacun des câbles Un obturateur éventuel 36 peut être inclus pour arrêter la transmission du rayonnement du brûleur 13 et permettre l'exécution de l'étalonnage du système, même
lorsque le brûleur 13 est allumé.
La courbe représentée sur la figure 2 montre la
variation de l'intensité du rayonnement émis par un brû-
leur à rayonnement typique en fonction du rapport gaz
combustible-air, exprimé sur le graphique par le pourcen-
tage de l'air excédentaire contenu dans le gaz inflamma-
ble envoyé au brûleur La courbe de la figure 2 représen-
te l'intensité du rayonnement infrarouge et elle est pré-
vue pour un gaz combustible comprenant un mélange de mé-
thane et d'air La courbe de la variation de l'intensité
pour le même brûleur et la même alimentation en combusti-
ble dans le spectre ultraviolet supérieur et visible se-
rait analogue Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 2, l'intensité de rayonnement atteint un pic (au point A
sur la fîgure) dans la région du rapport stoechiométri-
que (o le pourcentage d'air excédentaire est zéro) On
remarquera qu'entre le point B et le point C, dans l'in-
tervalle de 15 à 30 pourcent d'air excédentaire, la cour-
be est presque linéaire Le point D de la courbe indique
la position de la courbe o le pourcentage d'air excéden-
taire est optimal Les courbes d'intensité en fonction
de l'air excédentaire pour les brûleurs qui brûlent d'au-
tres combustibles gazeux habituels sont légèrement diffé-
rentes mais présentent des pics d'intensité analogues et une non linéarité dans la région de la courbe située sur le côté du pic qui comporte une quantité positive d'air excédentaire.
Dans le procédé selon l'invention, on doit éta-
blir une intensité de rayonnement de référence L'inten-
sité de rayonnement de référence est l'intensité de
rayonnement, captée par le capteur destiné à être utili-
sé dans l'appareil, lors de la construction de cet appa-
reil, qui est émise par le brûleur à rayonnement destiné à être utilisé dans l'appareil lorsque le brûleur brûle un gaz inflammable de référence qui est connu pour avoir
le pourcentage désiré de combustible gazeux et d'air com-
burant Ce pourcentage est généralement présent lorsque
le brûleur travaille au point D de la courbe de la figu-
re 2, ou bien lorsque l'air excédentaire est dans l'in-
tervalle de 15 à 30 pourcent Le pourcentage combusti-
ble-air connu peut être établi dans le gaz inflammable de référence en utilisant des procédures et équipements
de laboratoire standards Sur la base de facteurs de re-
productibilité et de confiance démontrés, tels que des
tolérences de fabrication et des configurations spécifi-
ques des équipements, il peut être nécessaire d'établir une intensité de rayonnement de référence pour chaque combinaison d'un brûleur donné et d'un capteur donné,
pour chaque lot de brûleurs et/ou de capteurs, ou simple-
ment pour chaque combinaison de versions de brûleurs
et/ou de capteurs.
La sensibilité des capteurs qu'on peut se procu-
rer habituellement peut varier avec le temps La sortie d'un capteur donné en réponse au rayonnement émis par un brûleur donné peut donc varier avec l'âge du capteur, même si la composition du gaz inflammable brûlé par le
brûleur reste inchangée En conséquence, il est souhaita-
ble d'inclure une capacité d'étalonnage dans un disposi-
tif selon l'invention Ceci s'effectue en prévoyant une source de rayonnement d'étalonnage Cette source permet au dispositif de commande de compenser la variation de la sensibilité du capteur La source de rayonnement d'étalonnage peut aussi être utilisée pour compenser la
variation du gain d'une amplification éventuellement ap-
pliquée à la sortie du capteur En même temps que l'in-
tensité de rayonnement de référence est établie, avec la sortie du capteur correspondant, la réponse du capteur au rayonnement émis par la source d'étalonnage est aussi établie et les deux sorties respectives sont comparées,
ce qui donne un rapport ou facteur d'étalonnage qui re-
présente la différence, habituellement un multiple, en-
tre la réponse du capteur à la source de rayonnement d'étalonnage et la réponse du capteur à l'intensité du rayonnement de référence Ce facteur d'étalonnage reste
constant, puisque l'intensité du rayonnement de référen-
ce et l'intensité du rayonnement émis par la source
d'étalonnage restent constantes, même si les valeurs ab-
solues des sorties des capteurs varient sur la durée de
vie du capteur Lorsque le facteur d'étalonnage est dé-
terminé à partir des intensités déterminées expérimenta-
lement, on l'entre dans la logique de programme du dispo-
sitif de commande.
Comme on le voit en se reportant à nouveau sur la figure 1, en fonctionnement, après la détermination de l'intensité de rayonnement de référence, après avoir exécuté correctement l'installation et la programmation,
un appareil de chauffage 11 appliquant le procédé et uti-
lisant le dispositif selon la présente invention fonc-
tionne de la façon suivante. A la suite de la réception d'une demande de
chauffage, provenant d'un interrupteur manuel marche-ar-
rêt ou d'un commutateur thermostatique extérieur (non re-
présenté), l'appareil commence une séquence de mise en marche Dans la séquence de mise en marche, il s'exécute tout d'abord un sous- programme d'étalonnage dans lequel le dispositif de commande 32 est excité et la source de rayonnement d'étalonnage 33 est allumée Le dispositif de commande 32 mesure alors la sortie du capteur 31 qui
résulte de la source d'étalonnage 33 et applique le fac-
teur d'étalonnage programmé dans la logique du disposi-
tif pour calculer une sortie du capteur représentant le point de consigne La sortie de consigne du capteur est utilisée par le dispositif de commande 32 en tant que
paramètre de commande du fait que, si la sortie du cap-
teur 31 est égale à la sortie de consigne du capteur, l'intensité du rayonnement émis par le brûleur est égale
à l'intensité de rayonnement de référence Après l'exécu-
tion du sous-programme d'étalonnage, la séquence de mise
en marche s'effectue en éteignant la source de rayonne-
ment d'étalonnage 33, en activant le ventilateur d'induc-
tion 21, en ouvrant le régulateur de gaz 22 et en allu-
mant le brûleur 13.
Pendant le fonctionnement normal après l'exécu-
tion de la séquence de mise en marche, le dispositif de
commande 32 règle la vitesse du moteur 22 du ventila-
teur, par l'intermédiaire du contrôleur 23, pour mainte-
nir le débit du gaz inflammable pénétrant dans le brû-
leur 13 et traversant ce brûleur à une valeur telle que
la sortie du capteur 31 soit égale à la sortie de consi-
il gne de ce capteur Lorsque la sortie réelle du capteur
est égale à la valeur de consigne, l'intensité de rayon-
nement du brûleur est égale à l'intensité de rayonnement de référence et, étant donné que le débit du combustible gazeux est fixe, le gaz inflammable fourni au brûleur 13
possédera le pourcentage désiré d'air excédentaire.
Avec l'incorporation de l'obturateur éventuel
* 36 ou d'un autre moyen approprié capable d'occulter tem-
porairement le trajet du rayonnement allant de la fenê-
tre 14 au capteur 31, un sous-programme d'étalonnage peut être exécuté, même lorsque l'appareil 11 est en
fonctionnement Ceci peut être souhaitable lorsque l'ap-
pareil travaille sans interruption pendant des périodes prolongées Dans ce cas, le dispositif de commande 32
peut être programmé pour manoeuvrer l'obturateur 36, exé-
cuter un calcul de sortie de consigne du capteur et reve-
nir au fonctionnement normal à intervalles périodiques,
par exemple quotidiennement.
Le dispositif selon l'invention peut apporter plusieurs caractéristiques de sécurité à l'appareil de chauffage dans lequel il est incorporé, en supplément ou en remplacement d'autres dispositifs de sécurité qu'on
trouve communément dans les appareils de chauffage ac-
tuels Le capteur et le dispositif de commande peuvent détecter la défaillance d'un dispositif d'allumage du
brûleur, par exemple une veilleuse, un allumeur à surfa-
ce chaude ou un dispositif d'allumage à étincelle, et em-
pêcher le régulateur de gaz de s'ouvrir s'il se produit une défaillance de ce genre Le capteur et le dispositif de commande peuvent aussi vérifier l'allumage du brûleur et déclencher une mise à l'arrêt si la flamme du brûleur s'éteint pour une raison quelconque, en remplaçant ainsi
un détecteur de flamme classique En utilisant les procé-
dés de commande standards, le dispositif peut répondre
rapidement à une modification des conditions de fonction-
nement, par exemple une obstruction du conduit de fumées de l'appareil, ce qui supprime la nécessité d'un ou de
plusieurs interrupteurs à pression.

Claims (5)

R E V E N D I C A T ION S
1 Procédé pour régler sur une valeur voulue le
rapport combustible gazeux-air comburant dans un gaz in-
flammable, dans un appareil de chauffage ( 11) utilisant
un brûleur à rayonnement ( 13) qui brûle un gaz inflamma-
ble composé d'un mélange de combustible gazeux et d'air comburant et qui émet un rayonnement en brûlant ce gaz inflammable, appareil qui comprend des moyens ( 42) qui fournissent ledit combustible gazeux audit brûleur à rayonnement à un ou plusieurs débits ( 43, 21, 22, 23) et
des moyens qui fournissent ledit air comburant audit brû-
leur à rayonnement à un débit variable, ce procédé étant caractérisé par les phases consistant à: déterminer une intensité de référence, ladite intensité de référence étant l'intensité de rayonnement émise par ledit brûleur à rayonnement ( 13) lorsque ce brûleur brûle un gaz inflammable de référence, ledit gaz inflammable de référence étant un gaz inflammable qui possède un rapport combustible gazeux-air comburant qui est égal audit rapport désiré;
régler les moyens ( 42) qui fournissent le com-
bustible gazeux sur un débit donné;
capter l'intensité de rayonnement émise par le-
dit brûleur à rayonnement ( 13) pendant que ce brûleur brûle ledit gaz inflammable; et commander lesdits moyens ( 43, 21, 22, 23) qui
fournissent l'air comburant de manière à atteindre et en-
tretenir un débit d'air comburant qui produit un gaz in-
flammable résultant possédant un rapport combustible
gazeux-air comburant tel que, lorsque le brûleur à rayon-
nement ( 13) brûle ce gaz inflammable résultant, ledit brûleur à rayonnement ( 13) émette un rayonnement à une
intensité égale à ladite intensité de référence.
2 Procédé selon la revendication 1, caractéri-
sé en ce que ledit rayonnement est contenu dans le spec-
tre ultraviolet supérieur, visible ou infrarouge pro-
che. 3 Dispositif pour régler sur une valeur voulue le rapport combustible gazeux-aîr comburant contenu dans
un gaz inflammable, utilisé dans un appareil de chauffa-
ge ( 11) qui comprend un brûleur à rayonnement ( 3) qui
brûle un gaz inflammable composé d'un mélange de combus-
tible gazeux et d'air comburant et qui émet un rayonne-
ment lorsqu'il brûle ledit gaz inflammable, appareil qui
comprend des moyens ( 42) qui fournissent ledit combusti-
ble audit brûleur à rayonnement à un ou plusieurs dé-
bits, et comprenant des moyens ( 43, 21, 22, 23) qui four-
nissent ledit air comburant à un débit variable, ce dis-
positif étant caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens qui règlent lesdits moyens ( 42) qui fournissent le combustible gazeux à un débit donné; des moyens ( 31) qui captent l'intensité dudit rayonnement; des moyens ( 32) qui comparent les intensités captées par lesdits moyens capteurs à une intensité de
rayonnement de référence, ladite intensité de rayonne-
ment de référence étant l'intensité de rayonnement émise par ledit brûleur à rayonnement ( 13) lorsque ce brûleur brûle un gaz inflammable possédant ledit rapport voulu; et des moyens qui commandent lesdits moyens ( 23,
22, 21) qui fournissent l'air comburant de manière à pro-
duire un débit d'air comburant qui amène ledit brûleur à
rayonnement ( 13) à émettre un rayonnement à une intensi-
té égale à ladite intensité de rayonnement de référen-
ce.
4 Dispositif selon la revendication 3, caracté-
risé en ce que ledit rayonnement est contenu dans le
spectre ultraviolet supérieur, visible ou infrarouge pro-
che. Dispositif selon la revendication 4, caracté-
risé en ce que lesdits moyens ( 31) qui captent l'intensi-
té comprennent un capteur qui répond audit rayonnement et possède une sortie qui varie avec l'intensité dudit rayonnement; lesdits moyens de comparaison et lesdits moyens de commande comprennent un dispositif de commande ( 32) possédant des moyens du type microprocesseur; et lesdits moyens qui fournissent l'air comburant comprennent une unité formant ventilateur à induction ( 21) possédant un moteur à vitesse variable ( 22) et un
contrôleur ( 23).
6 Dispositif selon la revendication 5, compre-
nant en outre un circuit ( 34) à fibres optiques interpo-
sé entre ledit brûleur à rayonnement et ledit capteur.
7 Dispositif selon la revendication 5, caracté-
risé en ce qu'il comprend en outre des moyens capables
d'étalonner ledit capteur ( 33).
FR9109344A 1990-08-20 1991-07-24 Procede et dispositif pour regler le rapport combustible-air de l'alimentation en gaz inflammable d'un bruleur a rayonnement. Expired - Fee Related FR2665941B1 (fr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/557,355 US5112217A (en) 1990-08-20 1990-08-20 Method and apparatus for controlling fuel-to-air ratio of the combustible gas supply of a radiant burner

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2665941A1 true FR2665941A1 (fr) 1992-02-21
FR2665941B1 FR2665941B1 (fr) 1993-02-19

Family

ID=24225064

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR9109344A Expired - Fee Related FR2665941B1 (fr) 1990-08-20 1991-07-24 Procede et dispositif pour regler le rapport combustible-air de l'alimentation en gaz inflammable d'un bruleur a rayonnement.

Country Status (8)

Country Link
US (1) US5112217A (fr)
KR (1) KR950011461B1 (fr)
AU (1) AU637560B2 (fr)
BR (1) BR9102860A (fr)
CA (1) CA2043577A1 (fr)
DE (1) DE4121987C2 (fr)
FR (1) FR2665941B1 (fr)
SE (1) SE507834C2 (fr)

Families Citing this family (60)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5353986A (en) * 1993-06-15 1994-10-11 Detroit Radiant Products Company Demand radiant heating system
US5642724A (en) * 1993-11-29 1997-07-01 Teledyne Industries, Inc. Fluid mixing systems and gas-fired water heater
US5431557A (en) * 1993-12-16 1995-07-11 Teledyne Industries, Inc. Low NOX gas combustion systems
US5599179A (en) * 1994-08-01 1997-02-04 Mississippi State University Real-time combustion controller
US5590642A (en) * 1995-01-26 1997-01-07 Gas Research Institute Control methods and apparatus for gas-fired combustors
US5632614A (en) * 1995-07-07 1997-05-27 Atwood Industries , Inc. Gas fired appliance igntion and combustion monitoring system
EP0861402A1 (fr) * 1995-11-13 1998-09-02 Gas Research Institute Appareil et procede de commande d'ionisation de flamme
US5899686A (en) * 1996-08-19 1999-05-04 Gas Research Institute Gas burner apparatus having a flame holder structure with a contoured surface
US5865611A (en) * 1996-10-09 1999-02-02 Rheem Manufacturing Company Fuel-fired modulating furnace calibration apparatus and methods
US6389330B1 (en) 1997-12-18 2002-05-14 Reuter-Stokes, Inc. Combustion diagnostics method and system
US6082993A (en) * 1999-05-28 2000-07-04 H-Tech, Inc. Induced draft heater with premixing burners
US6299433B1 (en) 1999-11-05 2001-10-09 Gas Research Institute Burner control
KR100427614B1 (ko) * 2001-04-13 2004-04-29 서울대학교 공과대학 교육연구재단 덕트 내부의 능동 소음 제어용 스마트 폼 및 그것을구비한 조립체
US6786422B1 (en) 2001-10-30 2004-09-07 Detroit Radiant Products Co. Infrared heating assembly
KR20030068818A (ko) * 2002-02-18 2003-08-25 엘지전자 주식회사 라디안트 버너의 모터제어방법
US20050032012A1 (en) * 2003-05-16 2005-02-10 Eil Louis Van Method and apparatus for detecting a burner flame of a gas appliance
WO2005012804A2 (fr) * 2003-07-31 2005-02-10 Maxitrol Company Procede et unite de commande permettant d'evaluer les emissions de dioxyde de carbone provenant d'un appareil de chauffage en circuit ferme
US7255285B2 (en) * 2003-10-31 2007-08-14 Honeywell International Inc. Blocked flue detection methods and systems
US6971871B2 (en) * 2004-02-06 2005-12-06 Solaronics, Inc. Variable low intensity infrared heater
US20050266362A1 (en) * 2004-06-01 2005-12-01 Stone Patrick C Variable input radiant heater
US20070287111A1 (en) * 2004-06-01 2007-12-13 Roberts-Gordon Llc Variable input radiant heater
CA2571522C (fr) * 2004-06-23 2013-11-12 Ebm-Papst Landshut Gmbh Procede de reglage du coefficient d'air sur un dispositif de chauffage et dispositif de chauffage
US7241135B2 (en) * 2004-11-18 2007-07-10 Honeywell International Inc. Feedback control for modulating gas burner
KR100577524B1 (ko) * 2004-12-24 2006-05-10 린나이코리아 주식회사 보일러의 공기혼합 제어장치
US7764182B2 (en) 2005-05-12 2010-07-27 Honeywell International Inc. Flame sensing system
US8085521B2 (en) 2007-07-03 2011-12-27 Honeywell International Inc. Flame rod drive signal generator and system
US8300381B2 (en) 2007-07-03 2012-10-30 Honeywell International Inc. Low cost high speed spark voltage and flame drive signal generator
US8310801B2 (en) 2005-05-12 2012-11-13 Honeywell International, Inc. Flame sensing voltage dependent on application
US8875557B2 (en) 2006-02-15 2014-11-04 Honeywell International Inc. Circuit diagnostics from flame sensing AC component
US8166964B2 (en) * 2006-02-28 2012-05-01 Ctb, Inc. Heater for use in an agricultural house
US8070481B2 (en) 2008-05-27 2011-12-06 Honeywell International Inc. Combustion blower control for modulating furnace
US20090309028A1 (en) * 2008-06-16 2009-12-17 Honeywell International Inc. Intelligent system and method to monitor object movement
US8123518B2 (en) 2008-07-10 2012-02-28 Honeywell International Inc. Burner firing rate determination for modulating furnace
US8656904B2 (en) * 2009-09-25 2014-02-25 Detroit Radiant Products Co. Radiant heater
US9366433B2 (en) * 2010-09-16 2016-06-14 Emerson Electric Co. Control for monitoring flame integrity in a heating appliance
US9249988B2 (en) * 2010-11-24 2016-02-02 Grand Mate Co., Ted. Direct vent/power vent water heater and method of testing for safety thereof
US20120208138A1 (en) * 2011-02-16 2012-08-16 Detroit Radiant Products Company Radiant heating assembly and method of operating the radiant heating assembly
US10094591B2 (en) 2011-08-15 2018-10-09 Carrier Corporation Furnace control system and method
US8876524B2 (en) 2012-03-02 2014-11-04 Honeywell International Inc. Furnace with modulating firing rate adaptation
US9303880B1 (en) 2012-04-10 2016-04-05 L.B. White Company, Inc. Radiant tube heater
US10208954B2 (en) 2013-01-11 2019-02-19 Ademco Inc. Method and system for controlling an ignition sequence for an intermittent flame-powered pilot combustion system
US9494320B2 (en) 2013-01-11 2016-11-15 Honeywell International Inc. Method and system for starting an intermittent flame-powered pilot combustion system
US20140202549A1 (en) 2013-01-23 2014-07-24 Honeywell International Inc. Multi-tank water heater systems
EP2789915A1 (fr) * 2013-04-10 2014-10-15 Alstom Technology Ltd Procédé de fonctionnement d'une chambre de combustion et chambre de combustion
GB2514341B (en) * 2013-05-20 2016-08-24 Edwards Ltd Radiant burner combustion monitoring
US20150277463A1 (en) 2014-03-25 2015-10-01 Honeywell International Inc. System for communication, optimization and demand control for an appliance
US10670302B2 (en) 2014-03-25 2020-06-02 Ademco Inc. Pilot light control for an appliance
DE102014106234A1 (de) * 2014-05-05 2015-11-05 Schwank Gmbh Verfahren zum Betrieb eines Infrarotstrahlers
US9799201B2 (en) 2015-03-05 2017-10-24 Honeywell International Inc. Water heater leak detection system
US9920930B2 (en) 2015-04-17 2018-03-20 Honeywell International Inc. Thermopile assembly with heat sink
US10132510B2 (en) 2015-12-09 2018-11-20 Honeywell International Inc. System and approach for water heater comfort and efficiency improvement
US10119726B2 (en) 2016-10-06 2018-11-06 Honeywell International Inc. Water heater status monitoring system
US11493208B2 (en) 2018-03-27 2022-11-08 Scp Holdings, An Assumed Business Name Of Nitride Igniters, Llc Hot surface igniters for cooktops
US11236930B2 (en) 2018-05-01 2022-02-01 Ademco Inc. Method and system for controlling an intermittent pilot water heater system
US10935238B2 (en) 2018-05-23 2021-03-02 Carrier Corporation Furnace with premix ultra-low NOx (ULN) burner
US10969143B2 (en) 2019-06-06 2021-04-06 Ademco Inc. Method for detecting a non-closing water heater main gas valve
US11739982B2 (en) 2019-08-14 2023-08-29 Ademco Inc. Control system for an intermittent pilot water heater
US11656000B2 (en) 2019-08-14 2023-05-23 Ademco Inc. Burner control system
DE102020132503A1 (de) 2020-12-07 2022-06-09 Ebm-Papst Landshut Gmbh Verfahren für Heizgeräte zur Anpassung eines Luft-Brennstoff-Gemisches
DE102022101484A1 (de) 2022-01-24 2023-07-27 Vaillant Gmbh Verfahren und Anordnung zur Feststellung von Verschmutzungen im Lichtweg eines optischen Sensors zur Beobachtung einer Flamme in einem Verbrennungsraum und Computerprogrammprodukt

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2235609A5 (fr) * 1973-06-28 1975-01-24 Leffler Ulf
US4059385A (en) * 1976-07-26 1977-11-22 International Business Machines Corporation Combustion monitoring and control system
US4447204A (en) * 1982-06-10 1984-05-08 Westinghouse Electric Corp. Combustion control with flames
JPS63105321A (ja) * 1986-10-23 1988-05-10 Toyota Motor Corp 燃焼制御方法
US4913647A (en) * 1986-03-19 1990-04-03 Honeywell Inc. Air fuel ratio control

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4043742A (en) * 1976-05-17 1977-08-23 Environmental Data Corporation Automatic burner monitor and control for furnaces
JPS5934252B2 (ja) * 1976-10-02 1984-08-21 国際技術開発株式会社 炎感知器
JPS586995B2 (ja) * 1977-02-15 1983-02-07 国際技術開発株式会社 炎感知方式
US4445359A (en) * 1981-08-07 1984-05-01 Measurex Corporation System and process for calibrating a combustion gas analyzer
US4435149A (en) * 1981-12-07 1984-03-06 Barnes Engineering Company Method and apparatus for monitoring the burning efficiency of a furnace
JPS58106322A (ja) * 1981-12-18 1983-06-24 Omron Tateisi Electronics Co 燃焼制御装置
JPS58108327A (ja) * 1981-12-23 1983-06-28 Toshiba Corp 燃焼安全装置
JPS6096830A (ja) * 1983-10-31 1985-05-30 Osaka Gas Co Ltd 燃焼検知装置
US4599066A (en) * 1984-02-16 1986-07-08 A. O. Smith Corp. Radiant energy burner
SE459446B (sv) * 1985-02-12 1989-07-03 H Tyr N Carl Foerfarande foer styrning av en med insprutningsmunstycke foersedd braennare genom optisk oevervakning av flamman samt anordning foer genomfoerande av foerfarandet
US4746287A (en) * 1986-01-17 1988-05-24 Gas Research Institute Fiber matrix burner composition with aluminum alloys and method of formulation
US4927350A (en) * 1987-04-27 1990-05-22 United Technologies Corporation Combustion control
JPH01244214A (ja) * 1988-03-25 1989-09-28 Agency Of Ind Science & Technol バーナ運転空気比の監視制御方法および装置
US4878837A (en) * 1989-02-06 1989-11-07 Carrier Corporation Infrared burner

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2235609A5 (fr) * 1973-06-28 1975-01-24 Leffler Ulf
US4059385A (en) * 1976-07-26 1977-11-22 International Business Machines Corporation Combustion monitoring and control system
US4447204A (en) * 1982-06-10 1984-05-08 Westinghouse Electric Corp. Combustion control with flames
US4913647A (en) * 1986-03-19 1990-04-03 Honeywell Inc. Air fuel ratio control
JPS63105321A (ja) * 1986-10-23 1988-05-10 Toyota Motor Corp 燃焼制御方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 12, no. 346 (M-742)(3193) 16 Septembre 1988 & JP-A-63 105 321 ( TOYOTA MOTOR ) 10 Mai 1988 *

Also Published As

Publication number Publication date
AU637560B2 (en) 1993-05-27
DE4121987C2 (de) 1995-06-08
SE9102009L (sv) 1992-02-21
AU8255491A (en) 1992-02-27
US5112217A (en) 1992-05-12
KR950011461B1 (ko) 1995-10-04
SE9102009D0 (sv) 1991-06-28
FR2665941B1 (fr) 1993-02-19
BR9102860A (pt) 1992-04-28
DE4121987A1 (de) 1992-03-05
SE507834C2 (sv) 1998-07-20
KR920004775A (ko) 1992-03-28
CA2043577A1 (fr) 1992-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2665941A1 (fr) Procede et dispositif pour regler le rapport combustible-air de l'alimentation en gaz inflammable d'un bruleur a rayonnement.
CA2043551C (fr) Methode d'optimisation de melange air-combustible alimentant un bruleur a rayonnement, et appareil permettant de mettre en oeuvre ladite methode
US8070482B2 (en) Combustion control system of detection and analysis of gas or fuel oil flames using optical devices
FR2605388A1 (fr) Bruleur
US4934926A (en) Method and apparatus for monitoring and controlling burner operating air equivalence ratio
CN111271729B (zh) 在燃烧过程中控制燃烧空气和燃料气体的混合比的方法
EP3948077B1 (fr) Procédé d'actionnement d'un brûleur à gaz à prémélange, brûleur à gaz à prémélange associé, et chaudière
JP2001527632A (ja) 燃焼バーナーの光学炎制御方法及び装置
EP0971171B1 (fr) Procédé de combustion d'un combustible avec un comburant riche en oxygène
Ding et al. Chemiluminescence based operating point control of domestic gas boilers with variable natural gas composition
US5785512A (en) Infrared emittance combustion analyzer
FR2975463A1 (fr) Dispositif et procede de regulation de la combustion d'une chaudiere a biomasse
BE1024418B1 (fr) Dispositif d'appareil de chauffage
EP0539309B1 (fr) Procédé et dispositif de régulation de charge pour chaudière à grille mécanique
FR2491589A1 (fr) Dispositif de regulation de temperature pour chauffe-eau chauffes au gaz et au fuel
FR2640732A1 (fr) Procede et dispositif de regulation automatique d'une chaudiere a combustible solide a chargement discontinu et tirage force, en particulier d'une chaudiere a bois
FR2824894A1 (fr) Hotte d'aspiration et procede de commande d'un systeme d'aspiration
FR3048278A1 (fr) Dispositif de regulation continue de la puissance d'un systeme de chauffage et procede associe
FR2564571A1 (fr) Reglage continu du rapport air-combustible d'une source calorifique chauffee par un combustible
EP1141632B1 (fr) Dispositif de commande d'un bruleur a gaz
KR0170170B1 (ko) 연소장치
EP0221799A1 (fr) Procédé et installation pour réguler la combustion d'un brûleur à gaz d'un générateur de chaleur ou de force tel qu'une chaudière ou analogue, pour obtenir une combustion déterminée
WO2021089672A1 (fr) Installation de combustion
SU566074A1 (ru) Способ автоматического регулировани процесса горени в топке котлоагрегата
FR2867841A1 (fr) Dispositif bruleur avec dispositif de commande pour un appareil de cuisson et appareil de cuisson avec un tel dispositif bruleur

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse