FR2982342A1 - PRE-MIXING GAS BOILER - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une chaudière (1) à gaz comportant : - un circuit(18) d'amenée d'air ; - un conduit (21 ) d'amenée de gaz ; - un mélangeur (16) fluidiquement raccordé au circuit (18), au conduit (21 ), et à un conduit (14) alimentant un brûleur (6) ; - une vanne (28) équipée : . d'un obturateur (30) déplaçable dans une pluralité de positions pour moduler la section de passage du conduit (6) ; et . d'un servomoteur (32) pneumatique adapté pour convertir une pression d'alimentation en un déplacement de l'obturateur (30), caractérisée en ce que la chaudière (1) comporte des moyens d'alimentation (34) configurés pour : - alimenter le servomoteur (32) avec une première pression d'alimentation avant que, et au moins jusqu'à ce que, le prémélange gazeux soit allumé ; et - alimenter le servomoteur (32) avec une seconde pression d'alimentation, inférieure à la première pression d'alimentation, après que le prémélange gazeux soit allumé. The invention relates to a boiler (1) with gas comprising: - a circuit (18) for supplying air; a conduit (21) for supplying gas; - a mixer (16) fluidly connected to the circuit (18), the conduit (21), and a conduit (14) supplying a burner (6); a valve (28) equipped with: a shutter (30) movable in a plurality of positions to modulate the passage section of the conduit (6); and. a pneumatic servomotor (32) adapted to convert a supply pressure into a displacement of the shutter (30), characterized in that the boiler (1) comprises supply means (34) configured to: - supply the servomotor (32) with a first supply pressure before and at least until the gaseous premix is turned on; and - supplying the servomotor (32) with a second supply pressure, lower than the first supply pressure, after the gaseous premix is turned on.
Description
La présente invention concerne une chaudière à gaz ainsi qu'un procédé de fonctionnement d'une chaudière à gaz. On connait de l'état de la technique une chaudière à gaz comportant un foyer. Ce foyer contient un brûleur prévu pour brûler un 5 prémélange gazeux. Le prémélange gazeux est réalisé par un mélangeur alimenté par un conduit d'amenée d'air formant comburant et par un conduit d'amenée de gaz formant combustible. Un conduit d'amenée de prémélange gazeux raccorde fluidiquement le mélangeur au brûleur. 10 La chaudière à gaz comporte classiquement une vanne pneumatique agencée pour réguler le débit de gaz circulant dans le conduit d'amenée de gaz. Cette vanne pneumatique est équipée d'un obturateur logé à l'intérieur du conduit d'amenée de gaz et d'un servomoteur pneumatique convertissant une pression d'alimentation en un déplacement de l'obturateur. 15 Le servomoteur est alimenté avec une pression d'alimentation égale à la pression de l'air à l'intérieur du conduit d'amenée d'air de telle sorte que le prémélange gazeux présente en permanence un excès d'air de l'ordre de 30%. Dans ces conditions, la quantité de gaz polluants, tels que des oxydes d'azote ou des oxydes de carbone, produits par la combustion du prémélange 20 gazeux est minimisée. Un tel excès d'air du prémélange gazeux pose un problème lors de l'allumage du prémélange gazeux. L'allumage du prémélange gazeux n'est pas réalisé de façon certaine et se traduit généralement par un phénomène de broutement ou 25 pompage momentané générant un inconfort acoustique pour l'utilisateur. L'invention vise à pallier cet inconvénient. L'invention concerne à cette fin une chaudière à gaz comportant : - un circuit d'amenée d'air formant comburant ; - un conduit d'amenée de gaz formant combustible ; 30 - un mélangeur fluidiquement raccordé au circuit d'amenée d'air, au conduit d'amenée de gaz, et à un conduit d'amenée de prémélange gazeux alimentant un brûleur, le brûleur étant équipé de moyens d'allumage du prémélange gazeux et étant logé dans un foyer ; - une vanne pneumatique équipée : - d'un obturateur logé à l'intérieur du conduit d'amenée de gaz, déplaçable dans une pluralité de positions de manière à moduler la section de passage de ce conduit d'amenée de gaz ; et - d'un servomoteur pneumatique adapté pour convertir une pression d'alimentation en un déplacement de l'obturateur, l'obturateur et le servomoteur étant configurés de telle sorte qu'une augmentation de la pression d'alimentation du servomoteur entraine une augmentation de la section de passage du conduit d'amenée de gaz ; caractérisée en ce que la chaudière comporte des moyens d'alimentation configurés pour : -alimenter le servomoteur avec une première pression d'alimentation, dite pression d'allumage, avant que, et au moins jusqu'à ce que, le prémélange gazeux soit allumé ; et -alimenter le servomoteur avec une seconde pression d'alimentation, dite pression de régime établi, inférieure à la première pression d'alimentation, après que le prémélange gazeux soit allumé. Dans cette description, le terme « allumer » est utilisé comme synonyme d' « enflammer ».The present invention relates to a gas boiler and a method of operating a gas boiler. There is known from the state of the art a gas boiler comprising a fireplace. This fireplace contains a burner intended to burn a gaseous premix. The gaseous premix is produced by a mixer fed by an oxidizing air supply duct and by a fuel gas supply duct. A gaseous premix feed conduit fluidly connects the mixer to the burner. The gas boiler conventionally comprises a pneumatic valve arranged to regulate the flow of gas flowing in the gas supply duct. This pneumatic valve is equipped with a shutter housed inside the gas supply conduit and a pneumatic servomotor converting a supply pressure into a displacement of the shutter. The servomotor is supplied with a supply pressure equal to the pressure of the air inside the air supply duct so that the gaseous premix always has an excess of air of the order 30%. Under these conditions, the amount of polluting gases, such as nitrogen oxides or carbon oxides, produced by the combustion of the gaseous premix is minimized. Such excess air of the gaseous premix poses a problem during the ignition of the gaseous premix. The ignition of the gaseous premix is not definitely achieved and generally results in a momentary poking or pumping phenomenon generating acoustic discomfort for the user. The invention aims to overcome this drawback. To this end, the invention relates to a gas boiler comprising: an air supply circuit forming an oxidizer; a fuel gas supply duct; A mixer fluidically connected to the air supply circuit, to the gas supply duct, and to a gas premix supply duct supplying a burner, the burner being equipped with means for igniting the gaseous premix and being housed in a home; a pneumatic valve equipped with: a shutter housed inside the gas supply duct, movable in a plurality of positions so as to modulate the passage section of this gas supply duct; and a pneumatic servomotor adapted to convert a supply pressure into a displacement of the shutter, the shutter and the servomotor being configured so that an increase in the supply pressure of the servomotor causes an increase of the passage section of the gas supply duct; characterized in that the boiler comprises supply means configured to: -power the servomotor with a first supply pressure, called ignition pressure, before and at least until the gaseous premix is lit ; and feeding the servomotor with a second supply pressure, called steady-state pressure, lower than the first supply pressure, after the gaseous premix is turned on. In this description, the term "ignite" is used as a synonym for "ignite".
Les première et seconde pressions d'alimentation peuvent être constantes ou au contraire variables. La chaudière à gaz selon l'invention est avantageuse en ce que l'excès d'air du prémélange gazeux est réduit avant, et jusqu'à, l'allumage de ce prémélange gazeux, de manière à faciliter cet allumage. Après que le mélange gazeux soit allumé, l'excès d'air du prémélange gazeux est augmenté de manière à limiter la quantité de polluants produits par la combustion. De préférence, la vanne est configurée de telle sorte que pour une pression d'alimentation égale à la première pression d'alimentation, l'excès d'air du prémélange gazeux est compris entre 0% et 20%, et que pour une pression d'alimentation égale à la seconde pression d'alimentation, l'excès d'air du prémélange gazeux est de l'ordre de 30%. La chaudière à gaz selon l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.The first and second feed pressures can be constant or variable. The gas boiler according to the invention is advantageous in that the excess air of the gaseous premix is reduced before, and until, the ignition of the gaseous premix, so as to facilitate this ignition. After the gaseous mixture is ignited, the excess air of the gaseous premix is increased so as to limit the amount of pollutants produced by the combustion. Preferably, the valve is configured so that for a supply pressure equal to the first supply pressure, the excess air of the gaseous premix is between 0% and 20%, and that for a pressure of supply equal to the second supply pressure, the excess air of the gaseous premix is of the order of 30%. The gas boiler according to the invention may comprise one or more of the following characteristics.
Avantageusement, le brûleur comprend des moyens de détection de flamme ; et les moyens d'alimentation sont configurés pour : - alimenter le servomoteur avec la première pression d'alimentation avant, et jusqu'à, détection d'une flamme par les moyens de détection de flamme ; et -alimenter le servomoteur avec la seconde pression d'alimentation, immédiatement après détection de la flamme par les moyens de détection de flamme. En basculant de la première pression d'alimentation à la seconde pression d'alimentation immédiatement après détection de la flamme, le temps d'alimentation du servomoteur avec la première pression est minimisé, et par la même la quantité de gaz polluants produits est réduite. Toujours de manière avantageuse, le brûleur comprend des moyens de détection de flamme, et la chaudière comporte un temporisateur adapté pour mesurer une durée prédéterminée, et pour être déclenché lors de l'initiation du cycle d'allumage, notamment lors de la mise en fonctionnement des moyens d'allumage ou lorsque la circulation du gaz dans le conduit d'amenée de gaz est initiée ; et les moyens d'alimentation sont configurés pour : -alimenter le servomoteur avec la première pression d'alimentation, pendant la durée prédéterminée ; et - alimenter le servomoteur avec la seconde pression d'alimentation immédiatement après expiration de la durée prédéterminée, si les moyens de détection de flamme détectent une flamme.Advantageously, the burner comprises flame detection means; and the supply means are configured to: - supply the servomotor with the first feed pressure before, and until, detection of a flame by the flame detection means; and feeding the servomotor with the second supply pressure, immediately after detecting the flame by the flame detection means. By switching from the first supply pressure to the second supply pressure immediately after detection of the flame, the feed time of the servomotor with the first pressure is minimized, and by the same the amount of gaseous pollutants produced is reduced. Advantageously, the burner comprises flame detection means, and the boiler comprises a timer adapted to measure a predetermined duration, and to be triggered during the initiation of the ignition cycle, especially during start-up. ignition means or when the flow of gas in the gas supply duct is initiated; and the supply means are configured to: feed the servomotor with the first supply pressure for the predetermined duration; and - supplying the servomotor with the second supply pressure immediately after expiration of the predetermined duration, if the flame detection means detect a flame.
Le servomoteur est alimenté avec la première pression pendant une durée potentiellement supérieure à la durée nécessaire pour allumer le prémélange gazeux. Dans ces conditions, le risque d'extinction de la flamme lorsque la pression d'alimentation bascule de la première à la seconde pression d'alimentation est réduit.The servomotor is powered with the first pressure for a period potentially longer than the time required to ignite the gaseous premix. Under these conditions, the risk of extinction of the flame when the supply pressure switches from the first to the second supply pressure is reduced.
Suivant une caractéristique, la première pression est supérieure à la pression de l'air à l'intérieur du circuit d'amenée d'air, et la seconde pression est sensiblement égale à la pression de l'air à l'intérieur du conduit d'amenée d'air.According to one characteristic, the first pressure is greater than the pressure of the air inside the air supply circuit, and the second pressure is substantially equal to the air pressure inside the air duct. supply of air.
Dans une première forme d'exécution, les moyens d'alimentation comprennent : - une tubulure raccordant fluidiquement le servomoteur au circuit d'amenée d'air en amont du mélangeur ; - un ventilateur logé à l'intérieur de cette tubulure ; - une unité de commande configurée pour : - mettre le ventilateur en marche avant que, et au moins jusqu'à ce que, le prémélange gazeux soit allumé, de manière à alimenter le servomoteur avec la première pression d'alimentation supérieure à la pression de l'air circulant dans le circuit d'amenée d'air ; et - mettre le ventilateur à l'arrêt, après que le prémélange gazeux soit allumé, de manière à alimenter le servomoteur avec la seconde pression d'alimentation sensiblement égale à la pression de l'air circulant dans le circuit d'amenée d'air.In a first embodiment, the supply means comprise: a tubing fluidly connecting the servomotor to the air supply circuit upstream of the mixer; a fan housed inside this tubing; - a control unit configured to: - start the fan before, and at least until, the gaseous premix is switched on, so as to supply the servomotor with the first supply pressure higher than the pressure of the air circulating in the air supply circuit; and - putting the fan off, after the gaseous premix is turned on, so as to supply the servomotor with the second supply pressure substantially equal to the pressure of the air circulating in the air supply circuit .
Suivant une deuxième forme d'exécution, les moyens d'alimentation comprennent : - une première tubulure raccordant fluidiquement le servomoteur au circuit d'amenée d'air en amont du mélangeur ; - une seconde tubulure raccordant fluidiquement la première tubulure au circuit d'amenée d'air en amont du mélangeur ; - un orifice calibré logé à l'intérieur de la seconde tubulure, formant réduction de section de passage de cette seconde tubulure ; - un compresseur logé à l'intérieur de la première tubulure ; et - une unité de commande adaptée pour : - mettre le compresseur en marche avant que, et au moins jusqu'à ce que, le prémélange gazeux soit allumé, de manière à alimenter le servomoteur avec la première pression d'alimentation supérieure à la pression de l'air circulant dans le circuit d'amenée d'air ; et - mettre le compresseur à l'arrêt, après que le prémélange 30 gazeux soit allumé, de manière à alimenter le servomoteur avec la seconde pression d'alimentation sensiblement égale à la pression de l'air circulant dans le circuit d'amenée d'air. Suivant une troisième forme d'exécution, les moyens d'alimentation comprennent : 35 - une première tubulure raccordant fluidiquement le circuit d'amenée d'air au servomoteur ; - une seconde tubulure raccordant fluidiquement le conduit d'amenée de prémélange gazeux au servomoteur ; - un distributeur pneumatique déplaçable entre : - une première position dans laquelle le distributeur pneumatique obture la première tubulure et dégage la seconde tubulure ; et - une seconde position dans laquelle le distributeur pneumatique obture la seconde tubulure et dégage la première tubulure ; - une unité de commande adaptée pour déplacer le distributeur pneumatique : - dans sa première position avant que, et au moins jusqu'à ce que, le prémélange gazeux soit allumé, de manière à alimenter le servomoteur avec la première pression d'alimentation supérieure à la pression de l'air circulant dans le circuit d'amenée d'air ; et - dans sa seconde position après que le prémélange gazeux soit allumé, de manière à alimenter le servomoteur avec la seconde pression d'alimentation sensiblement égale à la pression de l'air circulant dans le circuit d'amenée d'air. L'invention concerne également un procédé de fonctionnement d'une chaudière à gaz du type comportant : - un circuit d'amenée d'air formant comburant ; - un conduit d'amenée de gaz formant combustible ; - un mélangeur fluidiquement raccordé au circuit d'amenée d'air, au conduit d'amenée de gaz, et à un conduit d'amenée de prémélange gazeux alimentant un brûleur, le brûleur étant équipé de moyens d'allumage du 25 prémélange gazeux et étant logé dans un foyer ; - une vanne pneumatique équipée : - d'un obturateur logé à l'intérieur du conduit d'amenée de gaz, déplaçable dans une pluralité de positions de manière à moduler la section de passage de ce conduit d'amenée de gaz ; et 30 - d'un servomoteur pneumatique adapté pour convertir une pression d'alimentation en un déplacement de l'obturateur, l'obturateur et le servomoteur étant configurés de telle sorte qu'une augmentation de la pression d'alimentation du servomoteur entraine une augmentation de la section de passage du conduit d'amenée de gaz ; 35 caractérisé en ce que ce procédé comporte les étapes consistant à: -alimenter le servomoteur avec une première pression d'alimentation, dite pression d'allumage, avant que, et au moins jusqu'à ce que, le prémélange gazeux soit allumé ; puis - alimenter le servomoteur pneumatique avec une seconde pression d'alimentation, dite pression de régime établi, inférieure à la première pression d'alimentation après que le prémélange gazeux soit allumé. Suivant une caractéristique, la première pression est supérieure à la pression de l'air à l'intérieur du circuit d'amenée d'air, et la seconde pression est sensiblement égale à la pression de l'air à l'intérieur du circuit d'amenée d'air. Suivant une autre caractéristique, le procédé comporte une étape consistant à commander les moyens d'allumage pour allumer le prémélange gazeux simultanément à l'étape consistant à alimenter le servomoteur avec la première pression d'alimentation, dite d'allumage. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, trois formes d'exécution d'une chaudière à gaz selon l'invention.According to a second embodiment, the supply means comprise: - a first tube fluidly connecting the servomotor to the air supply circuit upstream of the mixer; - A second pipe fluidly connecting the first pipe to the air supply circuit upstream of the mixer; a calibrated orifice housed inside the second manifold, forming a reduction of the passage section of this second manifold; a compressor housed inside the first manifold; and a control unit adapted to: - start the compressor before, and at least until, the gaseous premix is turned on, so as to supply the servomotor with the first supply pressure greater than the pressure air flowing in the air supply circuit; and - putting the compressor off, after the gaseous premix is turned on, so as to supply the servomotor with the second supply pressure substantially equal to the pressure of the air circulating in the feed circuit of air. According to a third embodiment, the supply means comprise: a first pipe connecting fluidically the air supply circuit to the booster; a second pipework fluidly connecting the gas premix supply duct to the booster; a pneumatic distributor movable between: a first position in which the pneumatic distributor closes the first manifold and releases the second manifold; and a second position in which the pneumatic distributor closes the second tubing and disengages the first tubing; a control unit adapted to move the pneumatic distributor: in its first position before, and at least until, the gaseous premix is ignited, so as to supply the servomotor with the first supply pressure greater than the pressure of the air circulating in the air supply circuit; and in its second position after the gaseous premix is ignited, so as to supply the servomotor with the second supply pressure substantially equal to the pressure of the air circulating in the air supply circuit. The invention also relates to a method of operating a gas boiler of the type comprising: - an air supply circuit forming oxidant; a fuel gas supply duct; a mixer fluidically connected to the air supply circuit, to the gas supply duct, and to a gas premix supply duct supplying a burner, the burner being equipped with means for igniting the gaseous premix and being housed in a home; a pneumatic valve equipped with: a shutter housed inside the gas supply duct, movable in a plurality of positions so as to modulate the passage section of this gas supply duct; and a pneumatic servomotor adapted to convert a supply pressure to a displacement of the shutter, the shutter and the servomotor being configured such that an increase in the servomotor supply pressure causes an increase in the passage section of the gas supply duct; Characterized in that said method comprises the steps of: feeding the servomotor with a first supply pressure, called ignition pressure, before and at least until the gaseous premix is turned on; then - supplying the pneumatic servomotor with a second supply pressure, called steady-state pressure, lower than the first supply pressure after the premix gas is ignited. According to one characteristic, the first pressure is greater than the pressure of the air inside the air supply circuit, and the second pressure is substantially equal to the air pressure inside the air circuit. supply of air. According to another characteristic, the method comprises a step of controlling the ignition means to ignite the gaseous premix simultaneously with the step of supplying the servomotor with the first supply pressure, called ignition. The invention will be better understood with the aid of the description which follows with reference to the appended schematic drawing showing, by way of non-limiting example, three embodiments of a gas boiler according to the invention.
Figure 1 est une représentation schématique d'une première chaudière à gaz selon l'invention ; Figure 2 est une représentation schématique d'une deuxième chaudière à gaz selon l'invention ; Figure 3 est une représentation schématique d'une troisième chaudière à gaz selon l'invention ; Figure 4 est un organigramme d'un premier procédé de fonctionnement d'une chaudière à gaz selon l'invention. Figure 5 est un organigramme d'un second procédé de fonctionnement d'une chaudière à gaz selon l'invention.Figure 1 is a schematic representation of a first gas boiler according to the invention; Figure 2 is a schematic representation of a second gas boiler according to the invention; Figure 3 is a schematic representation of a third gas boiler according to the invention; Figure 4 is a flowchart of a first method of operating a gas boiler according to the invention. Figure 5 is a flowchart of a second method of operating a gas boiler according to the invention.
Dans la suite de cette description, les même références sont utilisées pour désigner les mêmes éléments. La figure 1 représente une chaudière 1 à gaz comportant un foyer 2. Le foyer 2 contient un échangeur thermique 4 raccordé à un réseau de chauffage (non représenté).In the rest of this description, the same references are used to designate the same elements. Figure 1 shows a gas boiler 1 having a focus 2. The fireplace 2 contains a heat exchanger 4 connected to a heating network (not shown).
Le foyer 2 contient un brûleur 6. Ce brûleur 6 est équipé d'une tête 8 adapté pour diffuser un prémélange gazeux à l'intérieur du foyer 2. Le brûleur 6 est équipé d'une électrode d'allumage 10 adaptée pour allumer le prémélange gazeux. Le brûleur 6 est enfin équipé d'une électrode d'ionisation 12 adaptée pour détecter une flamme produite par la combustion du prémélange gazeux.The hearth 2 contains a burner 6. This burner 6 is equipped with a head 8 adapted to diffuse a gaseous premix inside the hearth 2. The burner 6 is equipped with an ignition electrode 10 adapted to ignite the premix gaseous. The burner 6 is finally equipped with an ionization electrode 12 adapted to detect a flame produced by the combustion of the gaseous premix.
La chaudière 1 comporte un conduit 14 d'amenée de prémélange gazeux raccordant fluidiquement le brûleur 6 à un mélangeur 16. Ce mélangeur 16 est alimenté par un circuit 18 d'amenée d'air et par un conduit 21 d'amenée de gaz fluidiquement raccordé à un réseau de distribution de gaz ou à une bombone (non représentés).The boiler 1 comprises a duct 14 for supplying gaseous premixing fluidly connecting the burner 6 to a mixer 16. This mixer 16 is supplied by a circuit 18 for supplying air and a duct 21 for supplying a fluidically connected gas. to a gas distribution network or a bombone (not shown).
Ici, le circuit 18 prend la forme d'un conduit équipé d'un filtre 19 à air. Toutefois, le circuit 18 pourrait prendre la forme uniquement d'un filtre 19 fluidiquement raccordé au mélangeur 16 ou encore d'une bouche ménagée dans le mélangeur 16. Tel que représenté, le mélangeur 16 est un mélangeur à effet venturi. Le mélangeur 16 comprend un corps 22 équipé d'un orifice calibré 24. Une portion d'extrémité 21a du conduit 14 débouche dans le corps 22 en aval de l'orifice calibré 24. La portion d'extrémité 21a est équipée d'un orifice calibré 26. La chaudière 1 comporte un ventilateur 20 logé dans le conduit 14 20 et agencé pour entrainer le prémélange gazeux du mélangeur 16 au brûleur 6. La chaudière 1 comporte une vanne 27 agencée pour obturer, et en alternance dégager, le conduit 21. La chaudière 1 comporte également une vanne pneumatique 28 agencée pour réguler le débit de gaz circulant dans le conduit 21. La vanne 28 25 pneumatique est équipée : - d'un obturateur 30 logé à l'intérieur du conduit 21, déplaçable dans une pluralité de positions de manière à moduler la section de passage de ce conduit 21 ; et - d'un servomoteur 32 pneumatique adapté pour convertir une 30 pression d'alimentation en un déplacement de l'obturateur 30. L'obturateur 30 et le servomoteur 32 sont configurés de telle sorte qu'une augmentation de la pression d'alimentation du servomoteur 32 entraine une augmentation de la section de passage du conduit 21, et par la même une augmentation du débit de gaz circulant dans le conduit 21. 35 La chaudière 1 comporte des moyens d'alimentation 34 configurés pour : - alimenter le servomoteur 32 avec une pression d'alimentation, dite pression d'allumage, supérieure à la pression de l'air circulant dans le circuit 18 avant que, et au moins jusqu'à ce que, le prémélange gazeux soit allumé ; et - alimenter le servomoteur 32 avec une pression d'alimentation, dite de régime établi, égale à la pression de l'air circulant dans le circuit 18, après que le prémélange gazeux soit allumé.Here, the circuit 18 takes the form of a duct equipped with an air filter 19. However, the circuit 18 could take the form of only a filter 19 fluidly connected to the mixer 16 or a mouth formed in the mixer 16. As shown, the mixer 16 is a mixer venturi effect. The mixer 16 comprises a body 22 equipped with a calibrated orifice 24. An end portion 21a of the conduit 14 opens into the body 22 downstream of the calibrated orifice 24. The end portion 21a is equipped with an orifice The boiler 1 comprises a fan 20 housed in the duct 14 and arranged to drive the gaseous premix of the mixer 16 to the burner 6. The boiler 1 comprises a valve 27 arranged to close and alternately disengage the duct 21. The boiler 1 also comprises a pneumatic valve 28 arranged to regulate the flow of gas flowing in the duct 21. The pneumatic valve 28 is equipped with: a shutter 30 housed inside the duct 21, displaceable in a plurality of positions so as to modulate the passage section of this conduit 21; and a pneumatic servomotor 32 adapted to convert a supply pressure into a displacement of the shutter 30. The shutter 30 and the servomotor 32 are configured such that an increase in the supply pressure of the Servomotor 32 causes an increase in the passage section of duct 21, and therefore an increase in the flow of gas flowing in duct 21. The boiler 1 comprises supply means 34 configured to: - supply servomotor 32 with a supply pressure, called the ignition pressure, greater than the pressure of the air circulating in the circuit 18 before, and at least until, the gaseous premix is lit; and - supplying the servomotor 32 with a supply pressure, called steady state, equal to the pressure of the air circulating in the circuit 18, after the premix gas is ignited.
Les moyens d'alimentation 34 comprennent : - une tubulure 36 raccordant fluidiquement le servomoteur 32 au circuit 18 en amont du mélangeur 16 ; - un ventilateur 38 logé à l'intérieur de cette tubulure 36 ; - unité 40 de commande configurée pour : - mettre le ventilateur 38 en marche avant que, et au moins jusqu'à ce que, le prémélange gazeux soit allumé, de manière à alimenter le servomoteur 32 avec une pression d'alimentation supérieure à la pression de l'air circulant dans le circuit 18 ; et - mettre le ventilateur 38 à l'arrêt, après que le prémélange 20 gazeux soit allumé, de manière à alimenter le servomoteur 32 avec une pression d'alimentation sensiblement égale à la pression de l'air circulant dans le circuit 18. La chaudière 1 comporte en outre un temporisateur 42 adapté pour mesurer une durée prédéterminée. 25 L'unité 40 et le temporisateur 42sont logés dans un coffret 46 de sécurité. Un premier procédé de fonctionnement de la chaudière 1 est maintenant décrit en référence à la figure 4. Lors d'une étape 50, l'unité 40 commande l'allumage du 30 prémélange gazeux, en réponse à un événement prédéterminé, par exemple en réponse à une température de départ de l'eau sortant de la chaudière inférieure à une température de consigne. A cette fin, lors d'une étape 52, l'unité 40 commande l'obturation du conduit 21 par la vanne 27 de sorte que le débit de gaz circulant dans le 35 conduit 21 s'annule.The supply means 34 comprise: a tubing 36 fluidly connecting the servomotor 32 to the circuit 18 upstream of the mixer 16; a fan 38 housed inside this tubing 36; control unit 40 configured to: - turn on the fan 38 before, and at least until, the gaseous premix is turned on, so as to supply the servomotor 32 with a supply pressure greater than the pressure air flowing in the circuit 18; and - putting the fan 38 at a standstill, after the gaseous premix is turned on, so as to supply the servomotor 32 with a supply pressure substantially equal to the pressure of the air circulating in the circuit 18. The boiler 1 further comprises a timer 42 adapted to measure a predetermined time. The unit 40 and the timer 42 are housed in a security cabinet 46. A first method of operation of the boiler 1 is now described with reference to FIG. 4. In a step 50, the unit 40 controls the ignition of the premix gas, in response to a predetermined event, for example in response at a starting temperature of the water leaving the boiler lower than a set temperature. For this purpose, during a step 52, the unit 40 controls the closing of the duct 21 by the valve 27 so that the flow of gas flowing in the duct 21 is canceled.
Lors d'une étape 54, l'unité 40 commande la mise en marche du ventilateur 20 de manière à ventiler le foyer avec un prémélange gazeux constitué uniquement d'air. Lors d'une étape 56, l'unité 40 commande l'électrode d'allumage 10 afin de générer continuellement un arc électrique au voisinage du brûleur 6. Lors d'une étape 58, l'unité 40 commande le dégagement du conduit 21 par la vanne 27 de manière à initier la circulation de gaz dans le conduit 21. Lors d'une étape 60, les moyens d'alimentation 34 alimentent le servomoteur 32 avec la pression d'alimentation, dite d'allumage, supérieure à la pression de l'air à l'intérieur du circuit 18. A cette fin, l'unité 40 commande la mise en marche du ventilateur 38. Dans ces conditions, l'obturateur 30 est positionné par le servomoteur 32 de manière à augmenter le débit de gaz circulant dans le conduit 21. L'excès d'air du prémélange gazeux est alors, par exemple, compris entre 0% et 20%. Lors d'une étape 62, l'unité 40 déclenche le temporisateur 42. Si la durée prédéterminée n'a pas encore expirée et que l'électrode d'ionisation 12 détecte une flamme alors, lors d'une étape 64, en réponse à la détection de la flamme, les moyens d'alimentation 34 alimentent le servomoteur 32 avec la pression, dite de régime établi, sensiblement égale à la pression de l'air à l'intérieur du conduit. A cette fin, l'unité 40 met à l'arrêt le ventilateur 38. Dans ces conditions, l'obturateur 30 est positionné par le servomoteur 32 de manière à diminuer le débit de gaz circulant dans le conduit 21. L'excès d'air du prémélange gazeux est alors de l'ordre de 30%. Si la durée prédéterminée expire et que l'électrode d'ionisation 12 n'a pas détectée de flamme, l'unité 40 commande l'obturation du conduit 21 par la vanne 27 et l'unité 40 met à l'arrêt le ventilateur 38.In a step 54, the unit 40 controls the start of the fan 20 so as to ventilate the home with a gaseous premix consisting solely of air. During a step 56, the unit 40 controls the ignition electrode 10 to continuously generate an electric arc in the vicinity of the burner 6. During a step 58, the unit 40 controls the clearance of the conduit 21 by the valve 27 so as to initiate the circulation of gas in the duct 21. During a step 60, the supply means 34 supply the servomotor 32 with the supply pressure, called the ignition pressure, which is greater than the pressure of the air inside the circuit 18. For this purpose, the unit 40 controls the start-up of the fan 38. Under these conditions, the shutter 30 is positioned by the servomotor 32 so as to increase the flow of gas circulating in the conduit 21. The excess air of the gaseous premix is then, for example, between 0% and 20%. During a step 62, the unit 40 triggers the timer 42. If the predetermined duration has not yet expired and the ionization electrode 12 detects a flame, then, in a step 64, in response to the detection of the flame, the supply means 34 supply the servomotor 32 with the so-called steady-state pressure substantially equal to the pressure of the air inside the duct. To this end, the unit 40 stops the fan 38. Under these conditions, the shutter 30 is positioned by the servomotor 32 so as to reduce the flow of gas flowing in the conduit 21. The excess The air of the gaseous premix is then of the order of 30%. If the predetermined duration expires and the ionization electrode 12 has not detected a flame, the unit 40 controls the closing of the conduit 21 by the valve 27 and the unit 40 stops the fan 38 .
Dans ce dernier cas, le premier procédé peut être remit en oeuvre un nombre prédéfini de fois, suivant la puissance de la chaudière 1, de manière à renouveler la tentative d'allumage du prémélange gazeux. Les étapes 58 et 60 peuvent être interverties. Il est également possible de commencer à alimenter le servomoteur 32 de commande de la position de l'obturateur 30 logé à l'intérieur du conduit 21 d'amenée de gaz avec la pression d'alimentation, dite d'allumage, avant de commander les électrodes d'allumage 10 (étape 56), voire dès le début de la ventilation du foyer (étape 54). Un second procédé de fonctionnement de la chaudière 1 est décrit en référence à la figure 5. Ce second procédé est identique au premier procédé décrit en référence à la figure 4 à l'exception que les étapes 62, 64 et 66 sont remplacées par des étapes 68, 70, et 72. Lors de l'étape 50, l'unité 40 commande l'allumage du prémélange gazeux, en réponse à un événement prédéterminé, par exemple en réponse à une température de départ de l'eau sortant de la chaudière inférieure à une 10 température de consigne. A cette fin, lors de l'étape 52, l'unité 40 commande l'obturation du conduit 21 par la vanne 27 de sorte que le débit de gaz circulant dans le conduit 21 s'annule. Lors de l'étape 54, l'unité 40 commande la mise en marche du 15 ventilateur 20 de manière à ventiler le foyer avec un prémélange gazeux constitué uniquement d'air. Lors de l'étape 56, l'unité 40 commande l'électrode d'allumage 10 afin de générer continuellement un arc électrique au voisinage du brûleur 6. Lors de l'étape 58, initiée lors des étapes 56 ou 58,l'unité 40 20 commande le dégagement du conduit 21 par la vanne 27 de manière à initier la circulation de gaz dans le conduit 21. Lors de l'étape 60, les moyens d'alimentation 34 alimentent le servomoteur 32 avec la pression d'alimentation, dite d'allumage, supérieure à la pression de l'air à l'intérieur du circuit 18. A cette fin, l'unité 40 commande la 25 mise en marche du ventilateur 38. Dans ces conditions, l'obturateur 30 est positionné par le servomoteur 32 de manière à augmenter le débit de gaz circulant dans le conduit 21. L'excès d'air du prémélange gazeux est alors, par exemple, compris entre 0% et 20%. 30 Lors de l'étape 68, l'unité 40 déclenche le temporisateur 42 et patiente jusqu'à expiration d'une durée prédéterminée. En réponse à l'expiration de la durée prédéterminée : - si l'électrode d'ionisation 12 détecte une flamme alors, lors d'une étape 70, les moyens d'alimentation 34 alimentent le servomoteur 32 avec la 35 pression d'alimentation, dite de régime établie, supérieure à la pression de l'air à l'intérieur du circuit 18, et l'unité 40 commande la mise à l'arrêt du ventilateur 38. - si l'électrode d'ionisation 12 ne détecte pas de flamme alors, lors d'une étape 72, l'unité 40 commande l'obturation du conduit 21 par la vanne 27 et la mise à l'arrêt du ventilateur 38 Dans ce dernier cas, le second procédé peut être remit en oeuvre un nombre prédéfini de fois, suivant la puissance de la chaudière 1, de manière à renouveler la tentative d'allumage du prémélange gazeux. Les étapes 58 et 60 peuvent être interverties.In the latter case, the first method can be carried out a predetermined number of times, depending on the power of the boiler 1, so as to renew the attempt to ignite the premix gas. Steps 58 and 60 can be swapped. It is also possible to start supplying the servomotor 32 for controlling the position of the shutter 30 housed inside the conduit 21 for feeding gas with the supply pressure, called the ignition pressure, before controlling the ignition electrodes 10 (step 56), even from the beginning of the ventilation of the fireplace (step 54). A second operating method of the boiler 1 is described with reference to FIG. 5. This second method is identical to the first method described with reference to FIG. 4 except that steps 62, 64 and 66 are replaced by steps 68, 70, and 72. In step 50, the unit 40 controls the ignition of the premix gas, in response to a predetermined event, for example in response to a starting temperature of the water leaving the boiler less than a set temperature. For this purpose, during step 52, the unit 40 controls the closing of the duct 21 by the valve 27 so that the flow of gas flowing in the duct 21 is canceled. In step 54, the unit 40 controls the start of the fan 20 so as to ventilate the furnace with a gaseous premix consisting solely of air. In step 56, the unit 40 controls the ignition electrode 10 to continuously generate an electric arc in the vicinity of the burner 6. In step 58, initiated in steps 56 or 58, the unit 40 20 controls the clearance of the conduit 21 by the valve 27 so as to initiate the flow of gas in the conduit 21. In step 60, the supply means 34 feeds the servomotor 32 with the supply pressure, called ignition, greater than the pressure of the air inside the circuit 18. For this purpose, the unit 40 controls the start of the fan 38. Under these conditions, the shutter 30 is positioned by the actuator 32 so as to increase the flow of gas flowing in the conduit 21. The excess air of the premix gas is then, for example, between 0% and 20%. In step 68, the unit 40 triggers the timer 42 and waits until a predetermined time has elapsed. In response to the expiration of the predetermined time: - if the ionization electrode 12 detects a flame then, during a step 70, the supply means 34 feeds the servomotor 32 with the supply pressure, said steady state, greater than the air pressure inside the circuit 18, and the unit 40 controls the shutdown of the fan 38. - if the ionization electrode 12 does not detect flame then, during a step 72, the unit 40 controls the closing of the conduit 21 by the valve 27 and the shutdown of the fan 38 In the latter case, the second method can be implemented a number predefined times, depending on the power of the boiler 1, so as to renew the attempt to ignite the premix gas. Steps 58 and 60 can be swapped.
La figure 2 représente une chaudière 100 identique à la chaudière 1 à l'exception que les moyens d'alimentation 34 sont remplacés par des moyens d'alimentation 102 comprenant : - une tubulure 104 raccordant fluidiquement le servomoteur 32 au circuit 18 en amont du mélangeur 16 ; - une tubulure 106 raccordant fluidiquement la tubulure 104 au circuit 18 en amont de la tubulure 104 ; - un orifice calibré 108 logé à l'intérieur de la tubulure 106, formant réduction de section de passage de cette tubulure 106 ; - un compresseur 110 logé à l'intérieur de la tubulure 104 ; et - une unité 111 de commande adaptée pour : - mettre le compresseur 110 en marche avant que, et au moins jusqu'à ce que, le prémélange gazeux soit allumé, de manière à alimenter le servomoteur avec la pression d'alimentation, dite d'allumage, supérieure à la pression de l'air circulant dans le circuit 18 ; et - mettre le compresseur 110 à l'arrêt, après que le prémélange gazeux soit allumé, de manière à alimenter le servomoteur 32 avec la pression d'alimentation, dite de régime établi, sensiblement égale à la pression de l'air circulant dans le circuit 18. Un premier procédé de fonctionnement de la chaudière 100 est identique au procédé de fonctionnement de la chaudière 1 décrit en regard de la figure 4 à l'exception que lors de l'étape 60 l'unité 111 commande la mise en marche du compresseur 110, et lors des étapes 64 et 66 l'unité 111 commande la mise à l'arrêt du compresseur 110. Un second procédé de fonctionnement de la chaudière 100 est identique au procédé de fonctionnement de la chaudière 1 décrit en regard de la figure 5 à l'exception que lors de l'étape 60 l'unité 111 commande la mise en marche du compresseur 110, et lors des étapes 70 et 72 l'unité 111 commande la mise à l'arrêt du compresseur 110. La figure 3 représente une chaudière 200 identique à la chaudière 1 à l'exception que les moyens d'alimentation 34 sont remplacés par des moyens d'alimentation 202 comprenant : - une tubulure 204 raccordant fluidiquement le circuit 18 au servomoteur 32 ; - une tubulure 206 raccordant fluidiquement le conduit 14 au servomoteur 32 ; - un distributeur 208 pneumatique déplaçable entre : - une première position dans laquelle le distributeur pneumatique 208 obture la tubulure 204 et dégage la tubulure 206 ; et - une seconde position (représentée à la figure 3) dans laquelle le distributeur pneumatique 208 obture la tubulure 204 et dégage la tubulure 206 ; - une unité 210 de commande adaptée pour déplacer le distributeur pneumatique 208 : - dans sa première position avant que, et au moins jusqu'à ce que, le prémélange gazeux soit allumé, de manière à alimenter le servomoteur 32 avec la pression d'alimentation, dite d'allumage, supérieure à la pression de l'air circulant dans le circuit 18 d'amenée d'air ; et - dans sa seconde position après que le prémélange gazeux soit allumé, de manière à alimenter le servomoteur 32 avec la pression d'alimentation, dite de régime établi, sensiblement égale à la pression de l'air circulant dans le conduit (2) d'amenée d'air.FIG. 2 shows a boiler 100 identical to the boiler 1 except that the supply means 34 are replaced by supply means 102 comprising: a pipe 104 connecting fluidically the servomotor 32 to the circuit 18 upstream of the mixer 16; a tubing 106 fluidly connecting the tubing 104 to the circuit 18 upstream of the tubing 104; a calibrated orifice 108 housed inside the tubing 106, forming a reduction of passage section of this tubing 106; a compressor 110 housed inside the tubing 104; and a control unit 111 adapted to: start the compressor 110 before, and at least until, the gaseous premix is turned on, so as to supply the servomotor with the supply pressure, referred to as ignition, greater than the pressure of the air circulating in the circuit 18; and - putting the compressor 110 at a standstill, after the gaseous premix is turned on, so as to supply the servomotor 32 with the so-called steady-state supply pressure substantially equal to the pressure of the air flowing through the circuit 18. A first method of operation of the boiler 100 is identical to the operating method of the boiler 1 described with reference to FIG. 4 except that during step 60 the unit 111 controls the start of operation of the boiler. compressor 110, and in the steps 64 and 66 the unit 111 controls the shutdown of the compressor 110. A second operating method of the boiler 100 is identical to the operating method of the boiler 1 described with reference to FIG. Except that in step 60 unit 111 controls the start-up of compressor 110, and in steps 70 and 72 unit 111 controls the shutdown of compressor 110. FIG. 3 represents a boiler 2 00 identical to the boiler 1 except that the supply means 34 are replaced by supply means 202 comprising: a tubing 204 fluidly connecting the circuit 18 to the servomotor 32; a tubing 206 fluidly connecting the conduit 14 to the servomotor 32; a pneumatic distributor 208 movable between: a first position in which the pneumatic distributor 208 closes the tubing 204 and releases the tubing 206; and a second position (shown in FIG. 3) in which the pneumatic distributor 208 closes the tubing 204 and disengages the tubing 206; a control unit 210 adapted to move the pneumatic distributor 208: in its first position before, and at least until, the gaseous premix is ignited, so as to supply the servomotor with the supply pressure. said ignition, greater than the pressure of the air flowing in the air supply circuit 18; and in its second position after the gaseous premix is ignited, so as to supply the servomotor 32 with the so-called steady-state supply pressure substantially equal to the pressure of the air flowing in the duct (2). supply of air.
Un premier procédé de fonctionnement de la chaudière 200 est identique au procédé de fonctionnement de la chaudière 1 décrit en regard de la figure 4 à l'exception que lors de l'étape 60 l'unité 210 déplace le distributeur pneumatique dans sa deuxième position, et lors des étapes 64 et 66 l'unité 208 déplace le distributeur pneumatique 210 dans sa première position.A first operating method of the boiler 200 is identical to the operating method of the boiler 1 described with reference to FIG. 4 except that during the step 60 the unit 210 moves the pneumatic distributor in its second position, and in steps 64 and 66 the unit 208 moves the pneumatic distributor 210 to its first position.
Un second procédé de fonctionnement de la chaudière 200 est identique au procédé de fonctionnement de la chaudière 1 décrit en regard de la figure 5 à l'exception que lors de l'étape 60 l'unité 210 déplace le distributeur pneumatique dans sa deuxième position, et lors des étapes 70 et 72 l'unité 208 déplace le distributeur pneumatique 210 dans sa première position.A second operating method of the boiler 200 is identical to the operating method of the boiler 1 described with reference to FIG. 5 except that during the step 60 the unit 210 moves the pneumatic distributor in its second position, and in steps 70 and 72 the unit 208 moves the pneumatic distributor 210 to its first position.
Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux formes d'exécution des chaudières à gaz et des procédés de fonctionnement décrites ci-dessus à titre d'exemple, elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation.As goes without saying, the invention is not limited to the embodiments of gas boilers and operating methods described above by way of example, it encompasses all variants.
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