L'invention concerne un programmateur électro-mécanique de fonctionnement, à registre d'air comburant, pour brûleur de chaudière et plus particulièrement, mais non exclusivement, pour brûleur à vaporisation.
Tout démarrage de combustion dans un brûleur nécessite une séqunce d'allumage qui commande au moment voulu divers organes tels que: des moyens d'arrivée du combustible (carburant) et des moyens d'arrivée d'air (comburant), des moyens d'inflammation et un dispositif de contrôle de flamme.
Il existe bien sûr divers dispositifs de commande et de contrôle des phases constituant la séquence d'allumage, mais généralement les dispositifs connus assurent uniquement la mise en fonction des organes sans permettre une synchronisation des débits du carburant et du comburant.
Il a aussi été imaginé des registres capables de modifier le passage d'un gaz et/ou d'assurer un tirage variable d'une chaudière, comme par exemple les dispositifs décrits dans les documents DE-A-2 932106 et FR-A-1 342 829.
Il est clair que le débit instantanné du combustible au démarrage ne représente pas 100 % du débit en régime permanent. Une bonne combustion (rendement, encrassement évité, etc.) nécessite done une alimentation en air comburant régulée au moment du démarrage, de manière à fournir un débit d'air optimisé en fonction du débit du combustible, les courbes de débit pouvant être homothétiques l'une de l'autre ou au contraire, assurer un démarrage en manque ou excès d'air.
L'un des buts de l'invention est de fournir un programmateur électro-mécanique, à registre d'air, qui permet justement une telle alimentation d'air et qui permet en outre d'assurer la commande des divers organes du brûleur en synchronisme parfait avec ladite alimentation d'air.
Pour atteindre ce but, le programmateur selon l'invention est remarquable en ce qu'il comporte un disque profilé monte rotatif entre une arrivée d'air et un carter pourvu d'un orifice de sortie qui est destiné à communiquer avec le conduit d'alimentation en air comburant du brûleur, le contour du disque étant tel qu'il permet, au cours de sa rotation, d'obturer plus ou moins ledit orifice de sortie en fonction des besoins en air du brûleur dans ses différentes phases de fonctionnement, ainsi qu'un moyen d'entraînement en rotation du disque et des moyens de commande dudit moyen d'entraînement et des divers organes du brûleur, qui sont actionnés par des moyens portés par le disque, de telle sorte que lesdits organes sont commandés de manière precise en fonction de la position du disque par rapport audit orifice.
De préférence, les moyens de commande comportent des microrupteurs, en position fixe par rapport à.l'orifice de sortie, et les moyens d'actionnement portés par le disque sont formés par des pistes aménagées sur ce dernier, tandis que le moyen d'entraînement du disque est avantageusement un moteur électrique synchrone de telle sorte que la vitesse angulaire de rotation du disque est constante.
Selon un mode préferé de realisation de l'invention, le contour du disque est tel qu'il réalise successivement, au cours d'un cycle de rotation, les phases suivantes:
L'arrivée du combustible au démarrage se situe entre les phases (c) et (d) et c'est pourquoi le contour du disque présente entre les zones qui correspondent aux phases précitées, une forme telle que la courbe de débit d'air qu'elle procure soit optimisée en fonction de la courbe de débit dudit combustible, au démarrage.
L'invention concerne bien sûr tous les brûleurs à combustible fluide ou même pulvérulent mais elle est plus particulièrement destinée aux brûleurs à combustible liquide et plus particulièrement encore aux brûleurs munis d'un vaporisateur dans lequel est véhiculé ledit combustible par de l'air, tel que le brûleur décrit dans le brevet francais n° 2 429 967 (le brevet européen correspondant est EP-A- 0 006 774) au nom du même demandeur et qui est pourvu d'un conduit ou canal de vaporisation.
Dans ce cas, un mode de réalisation particulier selon l'invention est remarquable en ce qu'un autre orifice est prévu au voisinnage du premier orifice de sortie, pour alimenter ledit vaporisateur, sa position étant telle que le disque ne commence à le découvrir qu'au début de la phase (c) pour l'obturer complètement après la phase (e) de manière à assurer un prébalayage du vaporisateur avant l'allumage et un post- balayage du vaporisateur après l'arrêt dudit brûleur.
De nombreux moyens sont en outre prévus pour commander les organes du brûleur telles que les pistes susmentionnées aménagées sur le disque, sous forme par exemple de pistes en relief ou nervures destinées à solliciter des microrupteurs, la forme et la position des nervures étant étudiées pour obtenir des actionnements à des moments précis.
L'invention sera bien comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et qui se réfère aux dessins annéxés dans lesquels:
Le programmateur selon l'invention représentée à la figure 1 comporte un boitier cylindrique formé de deux carters 1 et 2 fixés l'un à l'autre.
Le carter 1 est pourvu d'un orifice 3 destiné à être relié à une arrivée d'air propulsé par une turbine et le carter 2 est pourvu de deux orifices 4 et 5. L'orifice 4 est ménagé en regard de l'orifice 3 et il est destiné à être branché sur le conduit d'alimentation en air comburant du brûleur tandis que l'orifice 5 est représenté à titre d'exemple et ne trouve son utilité que pour un brûleur muni d'un vaporisateur, l'invention pouvant naturellement être appliquée à d'autres types de brûleurs.
Dans l'espace compris entre les carters 1 et 2 est monté un disque 6 qui peut être entraîné en rotation au moyen d'un carré d'entraînement 7 (figure 2) et d'un moteur électrique synchrone et réducteur 8 (figure 1). Comme le montre les figures 2 à 8 (sur lesquelles le carter 1 est retiré), le disque 6 présente un contour très particulier pour les raisons qui seront expliquées ci-après.
En outre le disque 6 est muni dans cet exemple de deux pistes sous forme de nervures 9 et 10 en saillie vers le carter 1 et qui sont destinées à solliciter deux microrupteurs respectivement 11 et 12 fixés sur le carter 1.
Les deux nervures 9 et 10 de longueurs inegales sont concentriques et forment des arcs de cercle tandis que dans cet exemple les microrupteurs sont disposés sensiblement sur un même rayon.
La figure 1 montre bien les microrupteurs 11 et 12 dont les bornes de branchement apparaissent sur la face extérieure du carter 1 mais il est clair que ceux-ci, munis par exemple de petites roulettes font saillies vers l'intérieur pour pouvoir être sollicités par les nervures correspondantes 9 et 10. En outre les références 11 et 12 des figures 2 à 8 ne représentent bien sûr que la position des microrupteurs.
La figure 1 montre encore un microrupteur 13 destiné à être actionné par une membrane 14 formant ainsi un pressostat de contrôle de pression d'air. Dans la position initiale de repos lorsque le brûleur est à l'arret, le disque est dans la position représentée à la figure 3 dans laquelle il obture les orifices 4 et 5, le microrupteur 11 étant sollicité par la petite nervure 9.
Lorsqu'il y a une commande de démarrage, par exemple par l'aquastat de la chaudière qui est en manque de température, la turbine à air est mise sous tension en même temps que démarre le moteur 8 d'entraînement du disque 6 qui va tourner dans cet exemple dans le sens des aiguilles d'une montre à une vitesse constante d'environ 2 tours à la minute.
La figure 4 montre le disque 6 dans une position intermédiaire dans laquelle il obture toujours l'orifice 5 évitant ainsi tout refroidissement du vaporisateur mais découvre complètement l'orifice 4 grâce à une échancrure appropriée assurant ainsi un pré-balayage de quelques secondes, le disque continuant sa rotation.
Le disque parvient à la position représentée à la figure 5 dans laquelle il vient de découvrir l'orifice 5 par l'échancrure précitée assurant ainsi un prébalayage du vaporisateur tandis qu'il obture partiellement l'orifice 4 de façon à réduire le débit d'air au brûleur. A ce moment précis le microrupteur 12 est sollicité par le début de la nervure 10. Cette sollicitation commande simultanément par des relais appropriés la mise en route les moyens d'allumage du brûleur tels que moyens d'alimentation en combustible, moyens d'inflammation, disposisif de contrôle de présence de flamme. Pour un brûleur a fuel, les moyens d'alimentation en combustible sont par exemple une pompe à fuel et une électro-vanne, les moyens d'inflamation comportent une électrode mise sous tension par un transformateur d'allumage et le dispositif de contrôle de flamme est un dispositif de contrôle par ionisation.
C'est donc ici, a partir de la figure 5 que se déroule la séquence d'allumage, le disque continuant de tourner jusqu'à prendre la position de la fig.6. Pendant tout le temps de la rotation du disque qui passe de la figure 5 à la figure 6, le microrupteur 12 est sollicité par la nervure 10 et l'orifice 4 passe d'une obturation partielle (fig.5) a une ouverture complète (fig.6).
Comme le montre la figure 5, le secteur du disque, référencé sur cette figure par 15, qui va passer devant l'orifice 4, présente une forme particulière afin d'obtenir une courbe de débit d'air la mieux appropriée pour le démarrage et qui est fonction comme il a déjà été dit de la courbe de débit d'alimentation en combustible. Dans cet exemple le secteur 15 est défini par un arc de cercle dont le centre géométrique se situe dans le quatrième quadrant du carter 2 selon les figures 2 à 8, sensiblement sur la bissectrice de ce quadrant.
En arrivant à la position de la figure 6, le microrupteur 12 est relaché par la nervure 10 et le disque 6 s'arrête dans cette position de fonctionnement où l'orifice 4 est grand ouvert. Il y a lieu de noter en outre que des relais sont prévus de telle sorte que d'une part le dispositif de contrôle de flamme arrête le moyen d'inflammation dès qu'une flamme est détectée, même si le microrupteur 12 est encore sollicité par la nervure 10 et d'autre part l'arrivée du combustible ne peut se poursuivre après le relachement du microrupteur 12 que si le dispositif de controle de flamme détecte bien la présence d'une flamme, assurant ainsi une bonne sécurité.
La securité est encore accrue et les fonctions du programmateur augmentées par le pressostat (13,14) qui permet de vérifier la pression et le bon fonctionnement de la turbine, et éventuellement d'arrêter en cas de défaillance au moins cestains des organes du brûleur.
La position fixe du disque de la figure 6 se maintient pendant toute la durée defonctionnement du brûleur.
Dès que la bonne température est atteinte dans la chaudière, l'aquastat commande l'arrêt des moyens d'alimentation du combustible et la remise en route du moteur d'entraînement 8.
Le disque reprend sa rotation en passant par la position intermédiaire de la figure 7 dans laquelle il obture complètement l'orifice 4 tout en laissant ouvers l'orifice 5 permettant ainsi un post- balayage du vaporisateur.
Le disque passe ensuite dans la position intemédiaire montrée à la figure 8 où il obture l'orifice et enfin le disque vient reprendre sa position initiale de la figure 3 dans laquelle le microrupteur 11 est sollicité par la nervure 9 commandant l'arrêt du disque et la fin du cycle. On peut en outre remarquer que dans cette position qui est maintenue pendant toute la période d'arrêt du brûleur, le disque obture complètement l'orifice 4 et constitue ainsi un coupe tirage évitant tout refroidissement inutite du bruleur et du foyer de la chaudière.
Les fonctions du programmateur apparaissent maintenant clairement et on peut notamment rappeler