FR2491590A1 - Polargraphic oxygen sensor for gas operated water heater - contains element acting as probe and second element acting as limiting probe for safety circuit - Google Patents

Abstract

A polargraphic oxygen detector is located downstream of a heat exchanger located in the combustion gas flow. The detector provides an output for an electronic regulator to control speed of an exhaust fan in the top of the heater. The detector comprises two detecting elements with ceramic plates at the base which conduct oxygen ions. Measuring electrodes are deposited on the front of the plates and conductors extend to a contact. These electrodes are covered with a diffusion barrier. On the rear of the plates is fixed via an isolating layer a thin metallic heating conductor from which conductor channels extend to the contact. One detector element acts as a probe while the other acts as a limit flow probe. This provides a signal to cut off the fuel inlet when the oxygen level exceeds a limit valve.

Description

L'invention part d'un chauffe-eau, chauffé aux gaz ou au mazout, notamment chauffe-eau fonctionnant selon le principe du passage, avec un brflleur, un échangeur de chaleur traversé ou bien baigné par les gaz de combustion et avec un détecteur d'oxygène disposé en aval de l'échangeur de chaleur dans le parcours d'écoulement des gaz de combustion, détecteur agissant, en assurant une régulation, sur un organe de réglage dans le sens du maintien à une valeur constante ou bien de la commande du facteur d'excès d'air de la combustion. The invention starts from a water heater, heated with gas or oil, in particular water heater operating on the principle of passage, with a burner, a heat exchanger crossed or bathed by the combustion gases and with a detector of oxygen placed downstream of the heat exchanger in the flue gas flow path, detector acting, by regulating, on an adjusting member in the direction of maintaining a constant value or else of the control the excess combustion air factor.

Par le document DE-OS 28 14 671, on contact un système de chauffage, dans lequel est utilisée comme détecteur d'oxygène, une sonde dite XL=1 fonctionnant selon le principe potentiométrique. Ce système de chauffage fonctionne pratiquement sans excès d'air et permet également de refroidir davan- tage que dans les systèmes classiques les gaz de combustion lors de leur passage à travers l'échangeur de chaleur, mais il nécessite des moyens supplémentaires pour la post-combustion catalytique des gaz brillés, moyens qui accroissent le coût de l'installation. I1 a en outre été proposé dans le cas de générateurs de chaleur avec brûleur à gaz (rapport "Gasfachliche
Aussprachetagung Augsburg 1979" pages 76 suivantes), d'utiliser une sonde % =1 comme détecteur d'oxygène, de mélanger au cou- rant de gaz de combustion à mesurer un courant de gaz auxiliaire ou bien d'extraire une fraction des gaz de façon qu'une modification brusque de la force électromotrice de la sonde intervienne pour une valeur du facteur d'excès d'air > de la combustion se situant au-dessus de 1. Un tel procédé, en soi connu par le document DE-OS 24 60 066 est relativement dispendieux, d'autant plus que l'on doit disposer d'une source auxiliaire de gaz.By the document DE-OS 28 14 671, a heating system is contacted, in which is used as an oxygen detector, a probe called XL = 1 operating according to the potentiometric principle. This heating system operates with practically no excess air and also makes it possible to cool more than in conventional systems the combustion gases during their passage through the heat exchanger, but it requires additional means for the post- catalytic combustion of the flue gases, means which increase the cost of the installation. It has also been proposed in the case of heat generators with gas burner (report "Gasfachliche
Aussprachetagung Augsburg 1979 "following pages 76), use a probe% = 1 as an oxygen detector, mix with the flue gas stream to measure an auxiliary gas stream or extract a fraction of the flue gases so that an abrupt change in the electromotive force of the probe occurs for a value of the excess air factor> of combustion lying above 1. Such a process, known per se from the document DE-OS 24 60 066 is relatively expensive, especially since an auxiliary source of gas is required.

Par le document DE-OS 19 54 663, on connatt un détecteur polarographique de valeur de mesure à substance solide, muni d'un chauffage propre. Le document DE-OS 27 09 903 décrit un dispositif indicateur d'oxygène fonctionnant selon le principe de l'écoulement limite, dispositif dont le détecteur de valeur de mesure est muni d'une barrière de diffusion en phase gazeuse. Document DE-OS 19 54 663 discloses a polarographic detector for a measured value of solid substance, provided with its own heating. The document DE-OS 27 09 903 describes an oxygen indicator device operating according to the principle of the limit flow, device the measurement value detector of which is provided with a gas phase diffusion barrier.

On contact en outre à partir du document
DE-OS 27 18 520 et du document 28 27 771 des dispositifs de régulation du type initialement mentionné, mais fonctionnant toutefois selon le principe dit de la combinaison, aans lequel le régulateur de température agit à la fois sur un organe de réglage contrôlant l'alimentation en combustible et sur un organe de réglage contrant la quantité d'air de combustion, tandis que le détecteur d'oxygène n'a qu'une influence correctrice sur l'organe de réglage de la quantité d'air de combustion. Dans le cas d'un dispositif de ce type, il y a lieu de veiller avec soin à ce que les moyens de couplage des organes de réglage soient mis en place de façon correcte et que cette mise en place ne se modifie pas au cours du temps.Si cela était le cas, le détecteur d'oxygène devrait pour chaque modification du besoin de chaleur effectuer de très importantes corrections, auquel cas du fait du temps de réponse inévitable de ce détecteur d'oxygène, il pourrait survenir également des enrichissements temporaires non souhaitables des gaz de combustion en oxyde d^- carbone. En outre ce type de régulation présente l'inconvénient que pour la correction du facteur d'excès d'air, les détecteurs d'oxygène dits omnibus ne sont pas utilisables alors que c'est le cas pour certaines réalisations de sondes à écoulement limite
L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet un chauffe-eau, chauffé aux gaz ou au mazout, notamment chauff e-eau fonctionnant selon le principe du passage, avec un brCleur, un échangeur de chaleur traverse ou bien baigné par les gaz de combustion et avec un détecteur d'oxygène dispose en aval de l'échangeur de chaleur dans le parcours daécoulement des gaz de combustion, détecteur agissant, en assurant une régulationr sur un organe de réglage dans le sens du maintien a une valeur constante ou bien de la commande du facteur d'excès d'air de la combustion, chauffeeau caractérisé en ce que le détecteur oxygène disposé en aval de l'échangeur de chaleur est un détecteur polarographique de valeur de mesure a substance solide connu en soi.We also contact from the document
DE-OS 27 18 520 and document 28 27 771 of regulating devices of the type initially mentioned, but operating however according to the so-called combination principle, in which the temperature regulator acts both on a regulating member controlling the fuel supply and on an adjustment device controlling the quantity of combustion air, while the oxygen detector has only a corrective influence on the adjustment device on the quantity of combustion air. In the case of a device of this type, care should be taken to ensure that the coupling means of the adjusting members are correctly positioned and that this positioning does not change during the If this were the case, the oxygen detector would have to make very important corrections for each modification of the heat requirement, in which case due to the inevitable response time of this oxygen detector, temporary enrichments could also occur. carbon dioxide combustion gases are undesirable. In addition, this type of regulation has the disadvantage that for the correction of the excess air factor, the so-called omnibus oxygen detectors cannot be used whereas this is the case for certain embodiments of limit flow probes.
The invention aims to remedy these drawbacks and for this purpose relates to a water heater, heated with gas or oil, in particular water heater operating on the principle of passage, with a burner, a heat exchanger passes through or well bathed in combustion gases and with an oxygen detector downstream of the heat exchanger in the flue gas flow path, detector acting, ensuring regulation on an adjusting member in the direction of holding a a constant value or else of the control of the excess combustion air factor, boiler characterized in that the oxygen detector arranged downstream of the heat exchanger is a polarographic detector of measured value for solid substance known in oneself.

Le dispositif conforme à l'invention présente par rapport aux solutions connues l'avantage que le détecteur d'oxygène présente également une sensibilité élevée dans la zone du mélange maigre de combustible et d'air, dans laquelle des appareils du type initialement mentionné sont fréquemment utilisés, et que le signal délivré par ce détecteur d'oxygène est proportionnel, sur une large étendue, à la teneur en oxygène des gaz de combustion et peut être ainsi exploité de façon simple pour la régulation. The device according to the invention has the advantage over known solutions that the oxygen detector also has a high sensitivity in the area of the lean mixture of fuel and air, in which apparatuses of the type initially mentioned are frequently used, and that the signal delivered by this oxygen detector is proportional, over a wide range, to the oxygen content of the combustion gases and can thus be used in a simple manner for regulation.

D'autres caractéristiques de l'invention permettent d'envisager d'autres formes avantageuses du dispositif défini ci-dessus. Other characteristics of the invention make it possible to envisage other advantageous forms of the device defined above.

Le signal de la sonde est pratiquement indépendant de la vitesse d'écoulement et de la température des gaz de combustion lorsque le détecteur -de valeur de mesure à substance solide est muni d'une barrière de diffusion et d'un chauffage propre réglé sur au moins 5500C, de préférence sur 6000C. The signal from the probe is practically independent of the flow velocity and the temperature of the flue gases when the solid-state measuring value detector is fitted with a diffusion barrier and its own heating set to at minus 5500C, preferably over 6000C.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le détecteur de valeur de mesure à substance solide peut constituer également l'élément actif d'un circuit de sécurité, qui met hors circuit l'appareil ou bien interrompt l'alimentation en combustible au brûleur de cet appareil lorsque la teneur en oxygène des combustion de combustion et donc le signal de la sonde franchit vers le haut ou bien vers le bas des valeurs limites prédéterminées. According to another characteristic of the invention, the solid substance measurement value detector can also constitute the active element of a safety circuit, which switches off the apparatus or else interrupts the supply of fuel to the burner of this device when the oxygen content of combustion combustion and therefore the probe signal crosses up or down predetermined limit values.

Dans le cas d'une sonde à écoulement limite avec référence du gaz de mesure, dans laquelle les deux électrodes de la sonde sont exposées aux gaz à contraler ou bien à mesurer, la courbe caractéristique de la sonde est ambiguë, car pour avec avec ;L décroissant, elle monte à nouveau et ainsi le signal de la sonde a la m8me grandeur pour deux valeurs de respectivement différentes. Dans ce cas, il peut se produire que le régulateur interprète un signal de sonde de grande amplitude comme correspondant à un X important et enrichisse le mélange combustion-air, alors que RL était tombé au-dessous de la valeur 1 et que le régulateur aurait dû augmenter la quantité d'air de combustion. Au lieu de cela, du fait de l'enrichissement du mélange, le signal de la sonde est à nouveau augmenté et le débit d'air de combustion est encore plus fortement réduit, jusqu'S ce que finalement le régulateur ferme complètement l'arrivée d'air. In the case of a limit flow probe with reference of the measurement gas, in which the two electrodes of the probe are exposed to the gases to be controlled or else to be measured, the characteristic curve of the probe is ambiguous, because for with with; As it decreases, it rises again and thus the signal of the probe has the same magnitude for two values of respectively different. In this case, it may happen that the regulator interprets a large amplitude probe signal as corresponding to a large X and enriches the combustion-air mixture, when RL had fallen below the value 1 and the regulator would have had to increase the amount of combustion air. Instead, due to the enrichment of the mixture, the signal from the probe is again increased and the flow of combustion air is further reduced, until finally the regulator completely shuts off the supply of air.

Pour éviter cela, il est proposé, dans le cas de l'utilisation de sondes à courant limite avec référence de gaz de mesure, un circuit de sécurité qui interrompt l'arrivée de combustible au brûleur de l'appareil lorsque le signal de la sonde atteint une valeur qui est associée à peu près à une valeur T correspondant à la teneur en oxygène de l'air. Dans ce cas, une mise hors circuit de sécurité de l'appareil est également déclenchée lorsque malgré la demande ae chaleur, l'alimentation en combustible ne s'effectue pas. Du fait de la bonne proportionnalité entre le signal de la sonne et la teneur en oxygène dans le cas de sondes à courant limite, on peut déterminer: de façon impeccable dans le signal de la sonde le point de coupure supérieur de la sonde. To avoid this, it is proposed, in the case of the use of limit current probes with reference to the sample gas, a safety circuit which interrupts the supply of fuel to the appliance burner when the signal from the probe reaches a value which is roughly associated with a T value corresponding to the oxygen content of the air. In this case, a device safety cut-out is also triggered when, despite the demand for heat, the fuel supply does not take place. Due to the good proportionality between the signal of the buzzer and the oxygen content in the case of limit current probes, one can determine: impeccably in the signal of the probe the upper cut-off point of the probe.

Un signal de sonde sans ambiguité dans le cas de référence de gaz de mesure des deux électrodes de la sonde peut tre en outre obtenu lorsque la sonde revêt la forme d'un détecteur double avec une sonde à courant limite et une sonde t =1. Le signal de sortie de la sonde à courant limite est inversé, lorsque la sonde ? =1 est portée brusquement à une tension élevée pour % < 1.  An unambiguous probe signal in the case of a reference gas for measuring the two electrodes of the probe can also be obtained when the probe takes the form of a double detector with a limit current probe and a probe t = 1. The output signal of the limit current probe is inverted, when the probe? = 1 is suddenly raised to a high voltage for% <1.

Dans le cas de chauffe-eau qui sont munis d'un régulateur de température agissant sur l'alimentation en cons tible pour la température montante ou descendante de l'apparesz on obtient une régulation impeccable, en ce qu'il est prévu deux circuits de réglage fonctionnant indépendamment l'un de l'autre, l'un de ces circuits comportant un détecteur de chaleur comme indicateur de valeur réelle pour la température à régler et tandis que l'autre comporte un détecteur de valeur de mesure à substance solide comme indicateur de valeur réelle pour le facteur d'excès-dlair de la combustion, et lorsqu'en outre il est prévu un dispositif de commande, influencé par le signal de besoin de chaleur, pour un organe de réglage influençant le facteur d'excès d'air, ce dispositif maintenant, indépendamment du signal du détecteur d'oxygène et d'une façon limitée dans le temps, le facteur d'excès d'air au-dessus d'une valeur minimale prédéterminée,-lorsque le signal de demande de chaleur se modifie au moins d'une valeur prédéterminée et/ou avec une vitesse prédéterminée. In the case of water heaters which are provided with a temperature regulator acting on the supply in cons tible for the rising or falling temperature of the appliance, impeccable regulation is obtained, in that two circuits are provided. adjustment operating independently of one another, one of these circuits comprising a heat detector as an indicator of actual value for the temperature to be adjusted and while the other comprises a solid-state measurement value detector as an indicator of real value for the excess factor of combustion, and when in addition there is provided a control device, influenced by the heat demand signal, for a regulating element influencing the excess factor of air, this device now, independently of the oxygen detector signal and in a limited time, the excess air factor above a predetermined minimum value, -when the heat demand signal changes at least of a predetermined value and / or with a predetermined speed.

On obtient ainsi que l'élément de couplage qui agit en permanence entre les deux organes de réglage et qui est nécessaire dans le cas des régulateurs a combinaison, soit supprimé et que le dispositif de régulation puisse être réalisé economiquement avec des composants électroniques éprouvés. It is thus obtained that the coupling element which acts permanently between the two adjusting members and which is necessary in the case of combination regulators, is eliminated and that the regulation device can be produced economically with proven electronic components.

L'invention va autre expliquée plus en détail en se référant à un exemple de réalisation représenté sur les dessins ci-joints dans lesquels
- la figure 1 est une représentation schématique d'un chauffe-eau chauffé au gaz fonctionnant selon le principe du passage, avec un dispositif de régulation pour La température de sortie.The invention will be further explained in more detail with reference to an embodiment shown in the accompanying drawings in which
- Figure 1 is a schematic representation of a gas heated water heater operating on the principle of passage, with a regulating device for the outlet temperature.

- la figure 2 est un schéma par bloc du dispositif de régulation du chauffe-eau selon la figure 1. FIG. 2 is a block diagram of the device for regulating the water heater according to FIG. 1.

- la figure 3 montre la courbe caractéristique de la sonde d'un détecteur polarographique de valeur de mesure dont les deux électrodes sont exposées aux gaz de combustion. - Figure 3 shows the characteristic curve of the probe of a polarographic detector of measured value whose two electrodes are exposed to combustion gases.

- la figure 4 est une coupe longitudinale d'un détecteur de valeur de mesure bifonctionnel. - Figure 4 is a longitudinal section of a bifunctional measurement value detector.

- la figure 5 est une coupe longitudinale décale de 900 par rapport à celle de la figure 4 du même détecteur de valeur de mesure. - Figure 5 is a longitudinal section shifted by 900 compared to that of Figure 4 of the same measurement value detector.

- la figure 6 montre des pièces individuelles du détecteur de valeur de mesure selon les figures 4 et 5. - Figure 6 shows individual parts of the measured value detector according to Figures 4 and 5.

- la figure 7 montre la courbe caractéristique de la sonde du détecteur de valeur de mesure selon les figures 4 et 5. FIG. 7 shows the characteristic curve of the probe of the measurement value detector according to FIGS. 4 and 5.

Le chauffe-eau selon la figure 1 comporte un brûleur à gaz 10 auquel le combustible est amené par l'intermé diaire d'une canalisation 12 et a d'une soupape électromagnétique 14 assurant une régulation permanente. Au-dessus du brûleur à gaz 10 est aménagée une hotte de combustion 16 dans la partie supérieure de la quelle est placé un échangeur de chaleur 18. The water heater according to FIG. 1 comprises a gas burner 10 to which the fuel is supplied via a pipe 12 and has an electromagnetic valve 14 ensuring permanent regulation. Above the gas burner 10 is fitted a combustion hood 16 in the upper part of which a heat exchanger 18 is placed.

Cet échangeur revit la forme d'un bloc à lamelles traversé par un serpentin 20, qui canalise l'eau à chauffer. Le serpentin 20 est relié à une canalisation 22, enroulée selon plusieurs spires autour de la hotte de combustion 16, et débouchant dans une soupape 24 sur laquelle peut titre prélevée l'eau chaude.This exchanger relives the shape of a block with lamellae crossed by a coil 20, which channels the water to be heated. The coil 20 is connected to a pipe 22, wound in several turns around the combustion hood 16, and opening into a valve 24 from which hot water can be taken.

Au-dessus de l'échangeur de chaleur 18 est disposé un capot 26 en forme de caisse collectant les gaz d'échappement, sur la paroi frontale supérieure de laquelle est fixé un ventilateur 28. Ce ventilateur comporte un orifice central d'aspiration qui correspond à un orifice de sortie dans la paroi supérieure frontale du capot collecteur 26, ayant une tubulure tangentielle d'évacuation 30 qui lorsque l'appareil est mis en place, passe à travers la paroi du local pour déboucher a l'air libre.Above the heat exchanger 18 is disposed a cover 26 in the form of a box collecting the exhaust gases, on the upper front wall of which a fan 28 is fixed. This fan has a central suction orifice which corresponds to an outlet orifice in the upper front wall of the collecting cover 26, having a tangential evacuation pipe 30 which, when the device is put in place, passes through the wall of the room to open into the open air.

Le chauffe-eau est muni d'un dispositif de régulation agissant en permanence, et qui est constitué de deux circuits de régulation indépendants 31 et 32. La grandeur de réglage du circuit de régulation 31 est la temper5tre de iteals de sortie xl, qui est détectée par un détecteur de température 33 à la sortie de l'eau, et qu'un régulateur électronique 34 compare à une valeur de consigne prédéterminée wl.Le régulateur 34 tient alors compte comme grandeur parasite z1 de l'importance du débit de l'eau de sortie, détectée par un dispositif 36 de mesure de la vitesse L'organe de réglage du circuit de régulation 31 est la soupape électromagnétique 14, par l'intermédiaire de laquelle le régulateur 34 peut mettre en circuit et hors circuit le chauffe-eau et peut reduire la puissance du brûleur à gaz 10 jusqu'à une valeur se situant à peu près à 50 % de sa puissance nominal. The water heater is provided with a permanently acting control device, which consists of two independent control circuits 31 and 32. The control variable of the control circuit 31 is the temper5tre of iteals output xl, which is detected by a temperature detector 33 at the water outlet, and that an electronic regulator 34 compares to a predetermined set value wl. The regulator 34 then takes into account as parasitic quantity z1 the importance of the flow of the outlet water, detected by a speed measuring device 36 The regulating device 31 is the electromagnetic valve 14, through which the regulator 34 can switch the water heater on and off and can reduce the power of the gas burner 10 to a value of approximately 50% of its nominal power.

La grandeur de réglage x2 du circuit de régula tion 32 est le facteur d'excès d'air t , avec lequel s'effectue la combustion, et pour lequel la teneur en oxygène dans les @@@ de combustion est un indice caractétistique. Le facteur d'excès d'air T est détecté par un détecteur d'oxygène 38 et transmis à un régulateur électronique 40 qui compare cette grandeur de réglage x2 avec une valeur de consigne prédéterminée w2. L'or- gane de réglage du circuit de régulation 32 est le ventilateur 28 dont l'entraînement est assuré par un moteur à pales scindés dont la vitesse de rotation est susceptible d'être réglée de façon continue par une commande de modification de phase.Le régulateur 40 forme à partir de x et w2 la grandeur de réglage
2 Y2 qui règle de façon correspondante les moyens pour la commande à modification de phase. Le détecteur d'oxygène 38 est conformément à l'invention un détecteur polarographique de mesure à substance solide, qui est muni d'une barrière de diffusion spéciale et d'un chauffage propre réglé sur environ 600 C. La sonde est représentée sur la figure 4 et sera décrite plus en détail ultérieurement
Les deux circuits de régulation 31 et 32 fonc- tionnent indépendamment 1 'un de l'autre, gracie à quoi un couplage des deux organes de réglage 14 et 28 se trouve supprimé. Toutefois il est prévu en supplément un dispositif de commande 42 (figure 2) qui en cas d'une augmentation subite du signal de besoin de chaleur pour une valeur de seuil prédéterminée, rend provisoirement inopérant le circuit de régulation 32 pour le facteur d'excès d'air, et branche le ventilateur 28 sur sa vitesse de rotation maximale pour éviter un manque d'air ou bien un enrichissement excessif du mélange combustible-air. Autrement, ce manque d'air pourrait survenir du fait du retard inévitable de réponse du circuit de régulation 32 par rapport au circuit de régulation 31, retard correspondant au temps de passage du signal à travers l'appareil.Les éléments de commutation individuels du dispositif de commande 42 sont par exemple intégrés dans le régulateur 34 et reliés par l'intermédiaire d'une liaison de commande 44 (figure 1) avec le circuit de régulation 32. Les deux régulateurs 34 et 40 et le dispositif de commande 42 peuvent également être réunis en une unité constitutive et être incorporés dans un bottier commun. Le mode de fonctionnement du dispositif de commande 42 va être décrit en se référant au schéma par bloc de la figure 2.The control variable x2 of the regulating circuit 32 is the excess air factor t, with which combustion takes place, and for which the oxygen content in the combustion plants is a characteristic index. The excess air factor T is detected by an oxygen detector 38 and transmitted to an electronic regulator 40 which compares this control variable x2 with a predetermined set value w2. The regulating circuit 32 is the fan 28, the drive of which is ensured by a motor with split blades, the speed of rotation of which can be adjusted continuously by a phase modification command. The regulator 40 forms from x and w2 the control variable
2 Y2 which correspondingly regulates the means for the phase modification control. The oxygen detector 38 is, in accordance with the invention, a polarographic solid-state measurement detector, which is provided with a special diffusion barrier and its own heating set to approximately 600 C. The probe is shown in the figure 4 and will be described in more detail later
The two regulating circuits 31 and 32 operate independently of one another, thanks to which a coupling of the two regulating members 14 and 28 is eliminated. However, a control device 42 (FIG. 2) is additionally provided which, in the event of a sudden increase in the heat demand signal for a predetermined threshold value, temporarily renders the regulation circuit 32 for the excess factor of air, and connects the fan 28 to its maximum speed of rotation to avoid a lack of air or an excessive enrichment of the fuel-air mixture. Otherwise, this lack of air could occur due to the inevitable delay in response of the regulating circuit 32 relative to the regulating circuit 31, a delay corresponding to the time for the signal to pass through the device. The individual switching elements of the device control 42 are for example integrated in the regulator 34 and connected via a control link 44 (Figure 1) with the control circuit 32. The two regulators 34 and 40 and the control device 42 can also be gathered in a constituent unit and to be incorporated in a common shoemaker. The operating mode of the control device 42 will be described with reference to the block diagram of FIG. 2.

Le circuit de régulation 32 règle dans la zone préliminaire le débit d'air de combustion par l'intermédiair du régulateur 40 et du ventilateur 28. A l'emplacemeht 10 s'identifiant avec le brûleur à gaz 10, cet air vient se mélanger avec le courant de gaz. Le mélange brûle dans la hotte de combustion 16 et se présente après un certain temps de parcours dans le capot 26 où il est testé par l'intermédiaire du détecteur d'oxygène 38. Le dispositif de commande 42 détecte la modification du signal de réglage y1 du régulateur 34 et l'apport d'air par différentiation dans l'organe de différentiation 42.1.Si la modification du signal de réglage y1 dépasse, en grandeur et en vitesse, une valeur de seuil prédéterminée, un organe asymétrique à deux points 42.2 réagit et commande par l'intermédiaire d'un organe d'adaptation 42.3 le ventilateur 28. The regulation circuit 32 adjusts in the preliminary zone the flow of combustion air through the regulator 40 and the fan 28. At the location 10 identified with the gas burner 10, this air mixes with the gas stream. The mixture burns in the combustion hood 16 and occurs after a certain period of travel in the cover 26 where it is tested by means of the oxygen detector 38. The control device 42 detects the modification of the adjustment signal y1 of regulator 34 and the supply of air by differentiation into the differentiation member 42.1. If the modification of the adjustment signal y1 exceeds, in magnitude and speed, a predetermined threshold value, an asymmetric two-point member 42.2 reacts and control by means of an adaptation member 42.3 the fan 28.

Au lieu de l'organe 42.3, un organe de temporisation peut également être inséré dans le dispositif de commande, cet organe maintenant le signal de réglage y2 de la vitesse de rotation à la valeur réglée par l'organe à deux points 42.2 pour la durée du temps de transport du signal dans la hotte de combustion 16 et l'abaissant ensuite par intégration ou par adaptation. Dans les deux cas, le ventilateur 28 est réglé sur sa vitesse de rotation maximale, si bien que le régulateur 40 commence toujours à travailler en dehors de la zone de mélange pauvre et la formation de composants nuisibles dans les gaz d'échappement se trouve évitée avec certitude. Instead of the member 42.3, a delay member can also be inserted in the control device, this member maintaining the adjustment signal y2 of the speed of rotation at the value set by the two-point member 42.2 for the duration the signal transport time in the combustion hood 16 and then lowering it by integration or adaptation. In both cases, the fan 28 is set to its maximum speed of rotation, so that the regulator 40 always begins to work outside the lean mixing zone and the formation of harmful components in the exhaust gases is avoided. for sure.

Le detecteur polarographique 38 de valeur de mesure à substance solide peut être une sonde à courant limite, dont une électrode est exposée aux gaz de combustion et dont l'autre électrode est exposée à l'air ambiant. Dans ce cas, le signal de la sonde est sans ambiguité, car à chaque valeur du signal est associee une seule valeur X . Lorsqu a une telle sonde est utilisée comme élément actif d'un dispositif de sécurité, qui met hors circuit l'appareil lorsque la valeur # franchit vers le bas une valeur limite inférieure prédéterminée par exemple 1,25, il suffit que le dispositif de sécurité réagisse au signal de la sonde co-rrespondan- à cette valeur minimale de
Une construction très simple d'un détecteur polaroy-raphique de valeur de mestre et des conditions de montage très favorables sont obtenues lorsque les deux électrodes de la sonde ont des références de gaz de mesure, c'est-à-dire sont exposées aux gaz de combustion Dans ce cas, la courbe caracté ristique de la sonde n, est toutefois plus univoque comme le montre la figure 3 te signal S de la sonde décrit tout d'abord avec X devenant plus petit et atteint pour # - 1 la valeur 0. Toutefois, la décroissance de t se poursuivant, le signal
S de la sonde s'élève de nouveau rapidement jusqu' à un niveau se situant ans us du signal minimale Smin de la sonde, lequel correspond à la valeur minimale admissible # min Lorsqu'il est fait appel à une telle sonde à courant limite pour la mise hors circuit de sécurité de l'appareil en cas de chute de la valeur 5 , il peut théoriquement se présenter un cas dans lequel la sonde et le régulateur commandé par elle réagissent de façon erronée. Ce cas pourrait se présenter lorsqu'un déréglement sur l'appareil ou dans l'extraction des gaz de combus- tion aboutit à une chute rapide de la valeur # de la combus- tion, alors que la sonde pendant ce bref instant ne réagirait pas ou réagirait de façon insuffisamment rapide.Le signal de la sonde parviendrais ensuite dans 7a zone se situant au-dessous de t = 1, zone dans laquelle la sonde signalerait faussement au régulateur une grande valeur #. A la suite de ce signal, le régulateur enrichirait a nouveau le mélange combustible-air ce qui à son tour provoquerait un nouvel accroissement du signal de la sonde et un étranglement encore plus prononcé de l'ali- mentation en air de combustion.The polarographic solid-state measurement value detector 38 can be a limit current probe, one electrode of which is exposed to the combustion gases and the other electrode of which is exposed to ambient air. In this case, the probe signal is unambiguous, because each value of the signal is associated with a single value X. When such a probe is used as an active element of a safety device, which switches off the device when the value # crosses down a predetermined lower limit value, for example 1.25, it suffices that the safety device reacts to the signal from the probe corresponding to this minimum value of
A very simple construction of a polaroy-raphic detector of mestre value and very favorable mounting conditions are obtained when the two electrodes of the probe have measurement gas references, that is to say are exposed to gases of combustion In this case, the characteristic curve of the probe n, is however more unequivocal as shown in figure 3 te signal S of the probe described first of all with X becoming smaller and reached for # - 1 the value 0 However, as the decrease in t continues, the signal
S of the probe rises again rapidly to a level within us of the minimum signal Smin of the probe, which corresponds to the minimum admissible value # min When such a current limit probe is used for if the device is switched off in the event of a fall in the value 5, there may theoretically be a case in which the probe and the regulator controlled by it react incorrectly. This case could arise when a deregulation on the device or in the extraction of combustion gases results in a rapid fall in the value # of combustion, while the probe during this brief instant would not react or react insufficiently quickly. The signal from the probe would then reach the area below t = 1, area in which the probe would falsely report a large value to the regulator. Following this signal, the regulator would again enrich the fuel-air mixture which in turn would cause a further increase in the probe signal and an even more pronounced throttling of the combustion air supply.

Pour exclure un tel étranglement de la combustion, il est proposé que le dispositif de sécurité réagisse également à un signal de valeur limite supérieure, prédéterminé
Smax du détecteur de valeur de mesure, ce signai entant choisi de façon telle que la valeur X , mame dans le cas d'exception décrit, ne puisse pratiquement pas tomber au-dessous de 1. La valeur limite supérieure Smax pour le signal de la sonde peut par exemple autre associée a une teneur en oxygène correspondant à celle de l'air. Dans ce cas, la sonde signale également que l'alimentation en carburant est défaillante, ce qui entratne également une mise hors circuit de sécurité de l'appareil.To exclude such a combustion throttle, it is proposed that the safety device also reacts to a predetermined upper limit value signal.
Smax of the measured value detector, this signal being chosen in such a way that the value X, even in the case of exception described, can practically not fall below 1. The upper limit value Smax for the signal of the probe can for example other associated with an oxygen content corresponding to that of the air. In this case, the sensor also signals that the fuel supply is faulty, which also leads to a safety cut-out of the device.

Une possibilité d'éliminer l'ambiguité du signal de la sonde d'un détecteur polarographique de valeur de mesure à substance solide avec référence du gaz de mesure des deux électrodes, consiste a réaliser le détecteur sous la forme d'une sonde de mesure bifonctionnelle selon les figures 4 à 6. Cette sonde est munie de deux éléments détecteurs 50 de m8me type, chacun d'eux comportant comme structure porteuse de base une plaquette 51 en céramique conductrice des ions oxygène.Sur l'une des faces frontales des plaquettes 51 sont imprimées ou vaporisées caté gaz à mesurer deux électrodes de mesure 52, 53 (figure 5) à partir desquelles des voies conductrices 54 ou bien 55 aboutissent à l'extrémité caté contact 56 des plaquettes 51. Les voies conductrices 54 et 55 peuvent être également imprimées ou déposées par vaporisation. Les électrodes de mesure 52 et 53 sont recouvertes avec une couche 58 agissant comme barrière de diffusion, par exemple une couche de spinelle. One possibility of eliminating the ambiguity of the signal from the probe of a polarographic solid-state measurement value detector with reference to the measurement gas of the two electrodes, consists in producing the detector in the form of a bifunctional measurement probe. according to FIGS. 4 to 6. This probe is provided with two detector elements 50 of the same type, each of them comprising as base support structure a plate 51 of ceramic conductive of oxygen ions. On one of the front faces of the plates 51 two measuring electrodes 52, 53 (FIG. 5) are printed or vaporized on the gas to be measured, from which conducting paths 54 or 55 end at the contacting end 56 of the plates 51. The conducting paths 54 and 55 can also be printed or deposited by spraying. The measurement electrodes 52 and 53 are covered with a layer 58 acting as a diffusion barrier, for example a layer of spinel.

Sur l'autre face frontale des plaquettes 51 est fixé, avec interposition d'une couche isolante, un conducteur chauffant sous la forme d'une tale métallique mince 60, qui est également munie de voies conductrices 61, 62 aboutissant à l'extrémité c8té contact 56 des plaquettes 51. Ce chauffage est conçu de façon telle qu'il échauffe les extrémités caté gaz a mesurer des éléments détecteurs 50 à environ 600 C. On the other front face of the plates 51 is fixed, with the interposition of an insulating layer, a heating conductor in the form of a thin metal sheet 60, which is also provided with conductive paths 61, 62 leading to the c8té end. contact 56 of the pads 51. This heating is designed in such a way that it heats the ends of the gas cat to measure detector elements 50 to about 600 C.

Les éléments détecteurs 50 sont disposés dans un bottier 64 qui comporte du côté gaz & mesurer une tubulure filetée 65 pour la fixation dans un ajour de la paroi du capot collecteur 26 (figure 1). Pour les éléments détecteurs 50 dans le bottier 64, on utilise une structure 66 en matière plastique qui est injectée dans le bottier 64 simultanément en une seule opération autour des extrémités côté contact 56 des éléments détecteurs 50. Entre la structure 66 en matière plastique et des saillies 68 dans le bottier 64 est immobilisée une structure 69 en céramique servant à protéger contre la chaleur la structure 66 en matière plastique.Entre le bottier 64 et la tubulure filetée 65 est bridée la collerette d'une enveloppe de protection 70 et qui entoure a une certaine distance les extrémités côté a gaz à mesurer des éléments détecteurs 50 et comporte sur son fond un trou 71 pour le passage des gaz de combustion. The detector elements 50 are arranged in a casing 64 which comprises on the gas side & measure a threaded tube 65 for fixing in an aperture of the wall of the collecting cover 26 (FIG. 1). For the detector elements 50 in the housing 64, a plastic structure 66 is used which is injected into the housing 64 simultaneously in a single operation around the contact side ends 56 of the detector elements 50. Between the plastic structure 66 and protrusions 68 in the case 64 are immobilized a ceramic structure 69 serving to protect against heat the plastic structure 66. Between the case 64 and the threaded pipe 65 is flanged the collar of a protective envelope 70 and which surrounds a the gas-side ends to be measured at a certain distance from the detector elements 50 and has a hole 71 on its bottom for the passage of combustion gases.

L'un des deux éléments détecteurs 50 opère comme une sonde W = 1 tandis que l'autre élément détecteur 5O est exploité comme sonde à écoulement limite. Ls moyens pour appliquer la tension externe aux electrodes de 1 élément exploité comme sonde à écoulement limite, et le prélèvement de la tension de sonde # = î sont prévus dans une pièce de raccordement non représentée susceptible d'être enfichée sur des extré mités caté contact 56 des éléments 50. La sonde # = 1 est uti lisée comme commutateur, qui lors de l'intervention de la tension positive de mélange riche, intervention s'effectuant par l'in- termédiaire d'un comparateur, inverse le signal de sortie de la sonde à écoulement limites. Grâce a cette constitution bifonc; tonnelle du détecteur de valeur de mesure, on obtient une courbe caractéristique de la sonde conforme à la figure 7, qui continue à presenter une tendance vers le bas lorsque x fran- chit vers le bas la valeur 1, et qui est donc univoque.  One of the two detector elements 50 operates as a probe W = 1 while the other detector element 50 is operated as a limit flow probe. The means for applying the external voltage to the electrodes of 1 element operated as a limit flow probe, and the sampling of the probe voltage # = î are provided in a connection piece, not shown, capable of being plugged into contact contact ends. 56 of the elements 50. The probe # = 1 is used as a switch, which during the intervention of the positive rich mixture voltage, intervention being carried out via a comparator, reverses the output signal of the flow limit probe. Thanks to this two-sided constitution; In the arbor of the measured value detector, a characteristic curve of the probe is obtained in accordance with FIG. 7, which continues to exhibit a downward trend when x crosses down the value 1, and which is therefore unequivocal.

Claims (5)

R E V E N D I C A T I O s SR E V E N D I C A T I O s S 10) Chauffe-eau, chauffé auxgaz ou au mazout, notamment chauffe-eau fonctionnant selon le principe du passage, avec un brûleur, un échangeur de chaleur traversé ou bien baigné par les gaz de combustion et avec un détecteur d'oxygène disposé en aval de l'échangeur de chaleur dans le parcours d'écoulement des gaz de combustion, détecteur agissant, en assurant une régulation, sur un organe de réglage dans le sens du maintien à une valeur constante ou bien de la commande du facteur d'excès d'air de la combustion, chauffe-eau caractérisé en ce que le détecteur d'oxygène (38) disposé en aval de l'échan- geur de chaleur (18) est un détecteur polarographique de valeur de mesure à substance solide connu en soi. 10) Water heater, heated with gas or oil, in particular water heater operating on the principle of passage, with a burner, a heat exchanger through or bathed by combustion gases and with an oxygen detector arranged downstream of the heat exchanger in the flue gas flow path, detector acting, by regulating, on an adjusting member in the direction of maintaining a constant value or else of controlling the excess factor d combustion air, water heater characterized in that the oxygen detector (38) arranged downstream of the heat exchanger (18) is a polarographic value detector for solid substance known per se. 20) Chauffe-eau selon la revendication 1, caractérisé en ce que le détecteur de valeur de mesure à substance solide (38) est muni d'une barrière de diffusion (58) et d'un chauffage propre (60) réglé sur au moins 5500C, de préférence sur 6oe0C.  20) Water heater according to claim 1, characterized in that the solid substance measurement value detector (38) is provided with a diffusion barrier (58) and with its own heating (60) set to at least 5500C, preferably on 6oe0C. 30) Chauffe-eau selon la revendication 2, caractérisé en ce que le détecteur de valeur de mesure -(38) constitue l'élément actif d'un branchement de sécurité, qui interrompt l'arrivée de combustible au brûleur de l'appareil lorsque la teneur en oxygène des gaz de combustion, et donc le signal de la sonde, franchit vers le haut ou vers le bas les valeurs limites prédéterminées. 30) Water heater according to claim 2, characterized in that the measured value detector - (38) constitutes the active element of a safety connection, which interrupts the supply of fuel to the burner of the appliance when the oxygen content of the combustion gases, and therefore the probe signal, crosses upwards or downwards the predetermined limit values. 40) Chauffe-eau selon la revendication 3, avec un détecteur polarographique de valeur de mesure, avec référence des gaz de mesure des deux électrodes, chauffe-eau caractérisé en ce que le branchement de sécurité réagit également lorsque le signal de la sonde atteint une valeur associée à une valeur X correspondant à la teneur en oxygène de l'air. 40) Water heater according to claim 3, with a polarographic detector of measured value, with reference of the measurement gases of the two electrodes, water heater characterized in that the safety connection also reacts when the signal from the probe reaches a value associated with an X value corresponding to the oxygen content of the air. 50) Chauffe-eau selon la revendication 3, caractérisé en ce que le détecteur de valeur de mesure (38) revaut la forme d'un détecteur double avec une sonde d'écoulement limite et une sonde x = 1 dont les électrodes (52, 53) sont disposées de façon telle l'une par rapport à l'autre et/ou sont reliées électriquement de façon telle l'une a l'autre que le signal de sortie résultant du détecteur de valeur de mesure (38) est inversé, lorsque la sonde x =1, au-dessous de t=1, est portée brusquement à une tension élevée.  50) Water heater according to claim 3, characterized in that the measured value detector (38) takes the form of a double detector with a limit flow probe and a probe x = 1, the electrodes (52, 53) are arranged in such a way with respect to each other and / or are electrically connected in such a way that the output signal resulting from the measured value detector (38) is inverted, when the probe x = 1, below t = 1, is brought suddenly to a high voltage. 60) Chauffe-eau selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 avec un détecteur de température agissant sur 1'arrivée du carburant, notamment pour la température montante ou descendante de l'appareil, chauffe-eau caractérisé en ce qu'il est prévu deux circuits de régulation (31, 32) fonctionnant indépendamment l'un de l'autre, dont l'un comporte un détecteur de valeur (33) en tant qu'indicateur de valeur réelle pour la température à régler tandis que l'autre comporte en tant qu'indicateur de valeur réelle pour le facteur d'excès d'air le détecteur de valeur de mesure (38), tandis qu'il est prévu en outre un dispositif de commande (42), influencé par le signal de besoin de chaleurs pour un organe de réglage (28) influençant le facteur d'excès d'air, ce dispositif maintenant, indépendamment du signal du détecteur de valeur de mesure (38) et d'une façon limitée dans le temps, le facteur d'excès d'air au-dessus d'une valeur minimale prédéterminée, lorsque le signal de besoin de chaleur varie au moins d'une valeur prédéterminée et/ou avec une vitesse prédéterminée.  60) A water heater according to any one of claims 1 to 5 with a temperature detector acting on the arrival of the fuel, in particular for the rising or falling temperature of the device, water heater characterized in that it is provided two regulation circuits (31, 32) operating independently of each other, one of which includes a value detector (33) as an indicator of actual value for the temperature to be adjusted while the other includes a measured value detector (38) as a real value indicator for the excess air factor, while a control device (42) is also provided, which is influenced by the demand signal heat for a regulating member (28) influencing the excess air factor, this device now, independently of the signal from the measured value detector (38) and in a limited time, the factor excess air above a predetermined minimum value, when the heat demand signal varies at least by a predetermined value and / or with a predetermined speed.