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PULSEUR A VALEUR POUR INSTALLATIONS DE CHAUFFAGE CENTRAL A PULSIONS @ La présente invention concerne un pulseur à vapeur applicable à toute installation de chauffage central à pulsions.
On précisera que par installation de chauffage central à pulsions. èon veut désigna une Installation dans laquelle la circulation d'une masse déterminée d'eau est assurée par la disposition essentielle suivante
Un pulseur préalablemant chargé d'un volume d'eau méter- miné eat alimenté avec un fluide sous pression qui refoule ce volume d'eau à travers l'installation (appareils de réchauffage, radiateurs d'utilisation) jusque dans un vase d'expansion qui se vide ensuite dans le pulseur lorsque la pression dans celui-ci est ramenée à une valeur suffisamment basse. Le cycle se poursuit périodiquement tant que l'alimentation du pulseur. en fluide.
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sous pression, est assurée.
Le pulseur, objet de l'invention, utilise de préférence comme fluide sous pression de la vapeur fournie par toute chau- dière appropriée. Il se caractérise essentiellement en ce que l'arrivée de vapeur sous pression s'effectue au sommet d'une nap-, pe, en principe nonique, constituée par une paroi qui surmonte le pulseur, et à travers un orifice à section réduite contrôlé par un clapet commandé par une tige obéissant aux variations du niveau de. l'eau dans la pulserur;
le retour dans ce dernier, de l'eau provenant du vase d'expansion, s'effectuent à, travers une conduite qui débouche dans le pulseur àu @essous de la nappe conique et qui comporte un clapet de retenue maintenucoustamment noyé grâce à une dérivation qui relie le fond du pulaeur et la conduite en aval du clapet.
Sur le. dessin annexé, et à titre d'exemple seulement, la fig. 1 est un schéma montrant la principe de l'invention.
La figure 2 est un schéma montrant un pulseur complet.
Le pulseur, objet de l'invention est réduit dans son principe essentiel au schéma de la fig. 1.
Le réservoir à pulsions comporte une partie cylindri- que 1 surmontée par une paroi 2 en forme de nappe conique dont le sommet constitua, en principe, le point le plus haut du pulseur. L'arrivée de vapeur sous pression s'effectue au sommet à travers un orifice 3 contrôlé par un clapet 4 disposé dans une boite 5 en relation avec la source da vapeur constitué par tout type de chaudière approprié. Oe clapet 4 ,qui peut être constitué par une simple bille, est soumis à. l'action d'une tige 6 convenablement guidée, dont la partie inférieure comporte deux embases ou arrêts 7 entre lesquels est disposé un flotteur 8.
Le retour, dans le pulseur, de l'eau qui provient du réservoir d'expansion, s'effectue à travers une conduite 9 qui, par exem- ple, peut descendre au dessous du fond du pulseur et rejoindra celui-ci pour déboucher en 10 à la partie supérieure de la partie cylindrique I.
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Un clapet da retenue, da toute disposition appropriée, est disposéen 11,à la partie la plus basse da la conduite 9; et une dérivation 12, préférablement de faible section, relie ladite conduite 9 avec la partie inférieure @u pulseur*
L'appareil se complète par une conduite de petite section 13, pourvue d'un robinet 14 ou autre organe de régla- ge convenable, et qui relie l'enceinte conique 2avec la partie supérieure du vase, d'expansion (non représenté sur la fige 1)
Le fonctionnement du pulseur ainsi décrit est le sui- 'faut:
Le pulseur étant plein d'eau, la vapeur arrive au 5 et pénètre dans l'enceinte 2 à travers l'orifice 2, dégagé par le clapet 4 maintenu soulevé par la poussée ascensionnelle a du flotteur agissant sur la butée supérieure 7 de la tige 6 La vapeur sous pression chasse l'eau à travers la conduite 13 et l'installation. La couche d'eau supérieure croît progressive- ment en surface du fait de la forme conique da la paroi 8 et son réchauffai également progressif, ne donne pas lieu à des condensations de vapeur susceptibles de produire une chute de pression sensible.
Lorsque l'orifice 16 du tube 13 est découvert par l'eau, un peu de vapeur s'échappe dans le vase d'expansion où elle se condense dans tout dispositif oondenseur approprié, La section du tube 13 est réglée par le robinet 14 de façon que l'échappement de vapeur soit très réduit comparé au débit de l'orifice,d'alimentation 3 et ne donne pas lieu à une chute de pression sensible dans le pulseur.
Lorsque le niveau de l'eau arrive en A-A,par exemple la flotteur 8 descend et le clapet 4 obture l'orifice 3, L'arrivée da vapeur dans la pulseur est interrompue et celle qui remplit encore ce dernier s'échappe lentement par le tuba 13 ou est condensée par le refroidissement dû au rayonnement des parois I et Il,. Le retour, dans le pulseur, de l'eau du vase d'expansion, s'effectue à travers la conduite 9 lorsque la
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pression dans le pulaeur est/ devenue suffisamment basse.
l'eau dispersée en pluie, à la sortie de l'orifice 10 du tuba 9, achève de condenser la Tapeur qui se trouTe encore dans la pul- seul', et le niveau de l'eau s'élève rapidement dans oe damier tandis que le flotteur a décollé le clapet 4 et admis de la Tapeur sous pression dans l'enceinte 3. Cette Tapeur ae con- danse au fur et à mesure de son arrivée, sans s'opposer par conséquent à la montée de l'eau. Mais, lorsque le niveau de cel- le-ci arrive en B-B, parvexemple, l'arrivée d'eau ne se fait plus en pluie, et sa surface de contact avec la Tapeur diminuant progressivement, la condensation est de plus en plus réduite.
On remarquera d'ailleurs qu'à partir du niTeau théorique B-B, la montée de l'eau est très ralentie par suite de la présence d'air entré dans le pulaeur à travers le tube 13, au moment de la condensation rapide produite par le. retour d'eau froide provenant de la conduite 9. Cet air constitue matelas car il ne s'échappe que très lentement à travers le tube 13.
Lorsque la couche d'eau supérieure est suffisamment réchauffée, la pres- sion s'élève dans le pulseur, interrompt la montée de l'eau et commence une nouvelle pulsion comme expliqué plus haut,
Le rôle de la dérivation 12 eat de permettre à l'eau du pulseur, qui ne se vide jamais complètement, de toujours noyer le clapet 11, de façon que, si celui-ci donne lieu à des fuites pour une cause quelconque, il ne puisse jamais s'échapper de Tapeur dans le vase d'expansion à travers la conduite 9.
Il convient de faire remarquer que la paroi 2, décri- te comme affectant la forme d'une nappe conique, en principe, peut, d'une manière plus générale, et sans sortir du cadre de l'invention, affecter la forme da toute surface de révolution dont la génératrice, droite ou courbe, est telle que les sections horizontales da ladite surface décroissant Se bas en haut.
La disposition éventuelle qu'on vient de décrire peut être complétée comme montré par la fig. 2.
Comme dans l'exemple précédent le pulseur est consti-
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tué par un réservoir 1 surmonté d'une partie conique 2, ter- mimée à la partie supérieure par une tubulure 5 où aboutit un tuyau de vapeur 17 relié la chaudière 18. Entre la tubulure
5 et la partie conique 2 est disposé un siège 3 pour un clapet 4 disposé pour s'ouvrir du côté de la tubulure 5.
Le clapet 4, qui peut être une simple bille est ac- tionné par une tige 6. Cette tige 6 comporte, fixé sur elle à. la partie inférieure, un petit flotteur 19 dont la force ascensionnelle n'est pas suffisante pour soulever le clapet 4, surtout lorsque la pression de la vapeur règne sur ce clapet; toutefois, cette force ascensionnelle est assez grande pour maintenir ouvert le clapet 4 lorsque ce dernier aura été soûle - vé par le flotteur 20, qui peut se déplacer entre le flotteur 19 et une butée 21 fixée sur la tige 6. La force ascension- nelle du flotteur 20 doit évidemment "etre suffisante pour permettre, à la tige 6 de soulever le clapet 4 lorsque le dit flotteur 20 Tient porter contre la butée 21.
Le vase d'expansion est traversé centralement par la partie conique 2 du pulseur. Un tube 9 relire le vase de d'expansion au pulseur et débouche au dessous la partie oonique 2 et au dessus d'une crépine 23. Le tube 9 comporte, comme sur la fige 1 le clapet de retenue 11. On retrouve aussi le tube 18 dont le rôle a été expliqué plus haut.
A la partie supérieure du pulseur est disposé un tube de purge 24 qui aboutit dans le vase d'expansion 22 et qui se termine de manière à. constituer la siège d'un clapet 25 s'ou- vrant vers le vase d'expansion. De même, un second tube de purge 26 @ comportant un robinet de réglage 27, est disposé en un point convenablement choisi du pulseur, et aboutit également dans le vase d'expansion 22. le tube de purge 26 se termine aussi par le siège d'un clapet 88, ledit clapet s'ouvrant vers l'intérieur du base d'expansion 22.
Le tube 9 comporte en 29 une prise d'air réglable au moyen d'un robinet 30, ou obturateur de typa quelconque.
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D'autre part, la tubulure a se termine, à sa partie supérieure, par un bouchon fileté 31 qui permet d'atteindre facilement 3a clapet 4, l'eau du vase d'expansion ne parvenant pas jusqu'à ce clapet. Enfin, on peut, si on le désire, relier le pulseur à une capacité 32 reliée elle-même à la chaudière 18; cette disposition a pour but, comme il sera expliqué plus loin, de réaliser l'amorçage rapide du pulseur sans attendre que la pression qui y règne soit devenue presque nulle.
Le fonctionnement de l'appareil décrit est le suiTant
On supposera le pulseur rempli d'eau. Dans ces condi- tions, le flotteur 20 est au contact de la butée 21 et la force ascensionnelle du flotteur 19 s'ajoute à celle du flotteur
20 pour ouvrir le clapet 4. En conséquence, la Tapeur qui provient de la chaudière 18, et qui arrive par le tube 17, exerce sa pression sur l'eau contenue dans la pulseur; la con- densation de Tapeur est faible, parce que la section du contact entre la Tapeur et l'eau est assez réduite, du fait que cette section se trouve dans la partie conique 2. La pression de la.
Tapeur a pour effet de chassef l'eau du pulaeur dans la canali- sation 15, et dans l'installation*
A partir d'un certain moment, le niTeau de l'eau dans le pulseur s'abaisse suffisamment pour que le flotteur 20 garde. le contaot arec la butée 21. Cependant, la tige 6 reste soulevée par la force aacenaionnella du petit flotteur 19, de telle sorte que le clapet 4 reste encore ouvert, et que la Tapeur continue à arriver dans le pulseur. Lorsque le niveau de l'eau est suffisamment abaissé pour que la flotteur 20 Tien- nent reposer sur le flotteur 19, la tige 6 se trouve alors abaissée, et le clapet 4 se ferme, interrompant ainsi l'arri- vée de Tapeur.
La pression à l'intérieur du pulseur s'abaisse rapi- dement pour les raisons suivantes :
1 - La vapeur, à l'intérieur du pulseur, se détend en continuant la pulsion,
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2 .. :Le robinet 37, /et le tube de purge 26 laissent échapper la vapeur dans le vase d'expansion 22, à partir du moment où le niveau de l'eau dans la puls eur a découvert l'ori- fice du tube 27, 5 . Le rayonnement du pulseur a pour effet de produi- re la condensation de la Tapeur.
Lorsque la pression est suffisamment basse, le clapet
11 s'ouvre et la chute de l'eau du vase d'expansion 22 dans le pulseur 1, par le tube 9, s'amorce d'abord et se précipite.
Le flotteur 20 s'élève en coulissant le long de la tige 6 ; le clapet 4 reste fermé, parce que, comme on l'a déjà dit, la ferme ascensionnelle du flotteur 19 est insuffisante pour soulever le olapetv 4, sur lequel agit la pression de la vapeur.
En d'autres termes, la force ascensionnelle du flotteur 19 permet d'équilibrer le poids du clapet 4, mais ne permet en aucun caa le soulèvement dudit clapet,, -lorsque le flotteur 20 arrive au contact de la butée 21, le clapet 4 est alors soulevé par la force ascensionnelle dudit flotteur, et à ce moment, la vapeur agit à nouveau sur l'eau contenue dans le. pulseur. Ctte arrivée de Tapeur a pour effet immédiat d'amortir le choc que produirait la brusque arrivée de l'eau dans la pulseur, si cette précaution n'était pas prise* La vapeur se condense d'a- bord, puis l'action de sa pression se fait rapidement sentir, surtout du fait que la surface de contact entre l'eau et la va- peut diminue progressivement, puisque la partie 2 est conique.
Le Cycle qui a été décrit se reproduit alors tant que dure l'admission de la vapeur à la tubulure 5. les bruits que sont susceptibles de produire les *la- pets, et particulièrement le clapet 11, seront particulièrement bien amortis par la prise d'air 29 , qui permet l'arrivée, dans le pulseur 1, d'une certaine quantité d'air en même temps que l'eau provenant du vase d'expansion. Cet air ainsi introduit s'accumule à la partie supérieure du pulseur, de manière à for- mer un matelas d'amortissement avant l'ouverture du clapet 4.
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Après l'ouverture du dit clapet, comme il a été explique, 1'ac- tion de la Tapeur termine cet amortissement.
Le tube 9, au lieu de déboucher à la partis supé- rieure du pulseur, ainsi qu'il était obligatoire dans la dia- position décrite, relativement à la figure 1, pourra, dans ce cas, déboucher, au contraire, à la partie inférieure du pulseur.
Dans ces conditions, la surface de contact entre l'eau provenant du vase d'expansion et la vapeur contenue dans le pulseur, se trouve considérablement réduite, et d'autre part, la surface de l'eau dans le pulseur sera parfaitement calme, d'autant plus qu'elle porte le gros flotteur 20, L'ascension de l'eau se pro- duira donc sans condensation brusque, et sans bruit, jusqu' sa. moment où le flotteur 20 soulèTera le olapetv 4.
Le Tase d'expansion et le pulseur ont été rapprochés autant que possible en vue de réduire l'encombrement. Par con- séquent, la hauteur de chute qui produit l'amorçage en trouve âtre très réduite. Il y a donc lieu de prévoir des moyens tels que l'amorçage soit néanmoins assuré avec sécurité; ces moyens sont constitués par les clapets 25 et 28, qui laissent bien échapper l'air ou la Tapeur contenu dans le pulseur, mais qui ne permettent pas de rentrée d'air. Il en résulte que, par suite de la condensation due au rayonnement du pulseur, il se produit à l'intérieur de ce dernier un léger vide, suffisant pour produi- re l'aspiration de l'eau du vase d'expansion par le tube 9.
Le clapet* 11 pourrait, dans certains .cas, et parti- culièrement lorsqu'on dispose d'une certaine hauteur, être sup- primé,Dans ce cas, le tube 9 doit comporter, pour ses bran- chas, une longueur assez grande pour que la colonne d'eau, dans la branche reliée au vase d'expansion, soit suffisante pour empêcher tout passage possible de la Tapeur dans le dit vase d'expansion. En d'autres termes, la tube 9 constitue, dans cette disposition, un manomètre qui laisae bien passer l'eau du vase d'expansion dans le pulseur, mais empêche complètement le passage de la Tapeur du pulseur au vase d'expansion.
De même,
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il serait possible ae supprimer .Le clapet dispose sur .La cana- lis ation 15, à la condition que la retour de l'installation, au lieu d'être placé en 31, à la base du vase d'expansion 22, comme il a été représenté, aboutisse à la partie supérieure de ce Vase d'expansion.
Si le tube de retour provient d'un ni- veau assez bas de l'installation, il laissera passer l'eau du pulseur vers l'installation et vers le vase d'expansion, mais s'opposera au parcours inverse,
La chute de, pression dans le pulseur peut être accé- lérée de différents moyens, on peut, entre autres, immerger la partie conique dans l'eau du vase d'expansion, c'est-à-dire supprimer la paroi représentée sur la figura 2 et qui isole la partie conique 2 de l'eau du vase d'expansion 22.
Le système de pulseur qui a été décrit ne s'applique pas seulement aux installations de chauffage central, mais éga- lement à l'alimentation des chaudières ; ce pulseur constitue, en effet, une bouteille d'alimentation qui se remplit automati- quement, contrairement aux alimenterus-bouteilles ordinaires, qu'il est nécessaire de remplir une fois qu'ils ont été vidés.
A cet effet, le tube tel que 17 aboutissant à la tubulure 5 se trouvera fixé à un niveau déterminé de la chaudière, de telle façon que, lorsque l'eau dépasse ce niveau, la vapeur ne parvien- ne pas dans la tubulure 5, au contraire, dès que l'eau dans la chaudière se trouve à un niveau inférieur à celui où. débouche le tube 17, la vapeur parvient dans le tube 5; les pressions dans le pulseur et dans la chaudière sont alors les mêmes, et comme le pulseur est en charge par rapport à la chaudière, l'eau du pulseur s'écoule dans la dite chaudière* Le flotteur 20 venant reposer sur le flotteur 19, produit la fermeture du cla- pet 4, de la même manière que précédemment décrit, le pulseur ae remplit à nouveau par le tube 9 qui le relie à une bohe de réserve.
Le flotteur 20, venant en contact de la butée 21 soulève le clapet 4, ce qui rétablit la communication entre la partie supérieure de la chaudière et celle du pulseur. Le cycle
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d'alimentation se reproduit ainsi, jusque ce que l'eau de la
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chaudière dépasse le niveau du débouché du tube I7 A oe mo- ment, l'alimentation s'arrête automatiquement, puisque la va- peur ne parvient plus jusqu'au tube 5. L'alimentation reprend
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lorsque le niveau de l'eau dans la chaudière revient au desaus de l'entrée du tube 17 dans la partie supérieure de la ahau Bkière.
REVENDICATIONS 1 - Pulseur à vapeur pour installations de chauffage central à pulsions, caractérisé en ce que l'arrivée da vapeur sous pression s'effectue au sommet d'une nappe, en principe conique, constituée par une paroi qui surmonte le pulseur, et à travers un orifice à section réduite contrôlé par un clapet commandé par une tige à flotteur obéissant aux variations du niveau de l'eau dans le pulseur. Le retour, dans ce dernier. da l'eau provenant du vase d'expansion, s'effectuant à travers une conduite qui débouche dans le pulseur à la partie inférieure de la nappe conique et qui comporte un clapet de retenue mainte-
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nu constamment noyé grgoe à une dérivation qui relie le fond du pulseur et la conduite en aval du clapet.
2 - Forme d'exécution d'un pulseur suivant 1, carac- térisé en ce que la partie supérieure du pulseur ou enceinte conique communique avec la partie supérieure du vase d'expansion, à travers un tube pourvu d'un robinet de réglage, de façon à permettre l'échappement continu de l'air hors du pulseur.
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3 - Faiseur suivant les revendications 1 et 2, aarao.. térisé en ce que la tige d'aotiomnamant du clapet porte à sa hqae un petit flotteur fixa dont la force ascensionnelle n'est pas suffisante pour soule:rer le clapet, mais est cependant oa* pable de le maintenir ouvert; cette tiga portant, en outra deux butées entre lesquelles peut se déplacer un flotteur de plus
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grande force ascensionnelle(.
4- Briseur suivant les revendications l, 2 et 3, caractérise en ce que la butée supérieure de la tige d'actionne- ment du clapet est disposée pour que ce clapet s'ouvre avant le remplissage total du pulseur, pour amortir le cho@ dû à la brusque privée d'eau.
5. faiseur suivant la revendication 1, caractérise en ce que le tube reliant le vase d'expansion au pulseur débou- che à la base de ce dernier, ce qui,permet d'éviter la conden- sation brusque de la vapeur et le bruit qui en résulterait.
6- Faiseur suivant les revendications 1 et 5, carac- térisé en ce qu'une prise d'air est diposée sur le tube reliant le vase d'expansion au pulseur, en vue d'amortir l'entrée vio- lente de l'eau dans le pulseur, ce dernier comportant à sa par- tie supérieure un tube de purge,
7-$ Puis sur suivant les revendications 1, 5 et 6 carac- térisé en ce qu'un deuxième tube de purge est placé sur le corps du pulseur,
8- faiseur suivant la revendication 1 caractérisé en ce que le vase d'expansion est traversé, de préférence cen- tralement, par la partie. supérieure du pulseur, afin de permet- tre une visite facile du clapet supérieur de ce dernier, et d'empêcher l'eau d'arriver jusqu'au sommet du pulseur.
9 - faiseur suivant les revendications, 1, 5,6 et 7 caractérisé en ce que pour assurer, dans tous les cas l'amorçage les tubes de purge sont munis de clapets s'ouvrant vers l'exté- rieur.
10 - faiseur suivant les revendications 1 et 5, carac- térisé en ce que le tube reliant le vase d'expansion au pulseur est un tube en U formant manomètre, de façon à permettre la. suppression du clapet de retenus,
11- faiseur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le tube de retour de l'installation aboutit à la par- tie supérieure du vase d'expansion, pour éviter l'emploi d'un
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clapet de retenue à la sortie du pulseur.
12 - diseur suivant la revendicaitn 1, caractérisa en ce que le pulseur est relié par un tube à une capacité elle- même reliée à la chaudière, pour réaliser l'amorçage rapide du pulseur.
13 - Faiseur suivant les revendications 1 à 13 carac- térisé en ce que le tube de vapeur aboutissant au pulseur, et relié à la chaudière, est un tube de petit diamètre qui ne laisse arriver au pulseur que 'de la vapeur sèche,
14 - faiseur suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est employé à l'alimentation automatique des chau- dières, RESUME -
Pulseur à vapeur pour installations de chauffage cen- tral à pulsions, caractérisé en ce que l'arrivée de vapeur sous pression s'effectue au sommet d'une nappe, en principe conique constituée par une paroi qui surmonte le pulaeur,
et 4 travers un orifice à section réduite contrôlé par un olapet commandé par une tige à flotteur obéissant aux variations du niveau de l'eau dans le pulseur, le retour, dans ce dernier, de l'eau provenant du vase d'expansion, s'effectuant à travers une con- duite qui débouche dans le pulseur à la partie inférieure de la nappe conique et qui comporte un clapet de retenue maintenu constamment noyé grâce à une dérivation qui relie la fond du pulseur et la conduite en aval du clapet*