<Desc/Clms Page number 1>
" Perfectionnements apportés aux installations de chauffage avec accumulateurs de chaleur.
On connaît des réchauds électriques avec accumulateurs (pour usage culinaire) dans lesquels la chaleur est accumulée dans un bloc en fonte, la partie supérieure de cet organe ser- vant de plaque de cuisson. La transmission de chaleur a donc lieu directement. Aussi longtemps que l'on soustrait pas de cha- leur, on pose, sur la plaque de cuisson, un recouvrement, bien isolé, pour réduire les pertes de chaleur. Malgré que l'isole- ment pour la chaleur soit obtenu d'une façon particulièrement bonne, on a constaté que les pertes de chaleur sont notables du fait que l'organe accumulateur a constamment une température de 200-500 C. et que les plus grandes pertes résultent du recou- vrement même.
En outre, l'organe ou bloc très lourd, en servant simultanément à la fermeture pour la partie supérieure du foyer, doit rester immobile et peut seulement être supporte par des ma-
<Desc/Clms Page number 2>
-tériaux très solides et stables, qui conduisent également la chaleur vers l'extérieur.
Un autre inconvénient de ce foyer est que les tubes à, griller, nécessaires à la cuisine, ne peuvent pas fonctionner d'après le principa de l'accumulation et donnent lieu à une for- te charge " en pointe " pour le réseau d'alimentation.
Conformément à l'invention, ces inconvénients sont é- vités par le fait que la chaleur n'est pas soustraite directe- ment à l'organe accumulateur, mais est transmise par un véhi- cule de chaleur à chauffer ( plaque de cuisson, tubes à griller, appareil de chauffage du local, etc..). Comme véhicule de cha- leur, on utilise de la vapeur qui, pour permettre d'atteindre des températures élevées, circule dans un système tubulaire, her- métiquement clos et propre à supporter les plus fortes pressions se qui peuvent/présenter et se condense aux endroits à chauffer.
La vapeur d'eau semblerait être celle'qui convient le mieux.
Celle-ci se trouve toutefois, pour une température d'ébullition de 374 C., à l'état critique et atteint alors une pression éle- vée au delà de 200 atm. Comme il est avantageux d'avoir des pres- sion aussi faibles que possible et des températures utiles de 350 -450 C. pour avoir une transmission de chaleur rapide con- venant à la cuisson et que, d'autre part, le point de congélation du véhicule de chaleur doit être aussi faible que possible, on trouve que le mercure, la glycérine l'huile de lin et le déphé- nyl-oxyde conviennent le mieux. Dans l'intervalle entre l'élé- ment à chauffer et l'endroit de vaporisation, on établit avan- tageusement un dispositif qui règle à volonté le retour du véhi- cule de chaleur dans l' évaporateur.
Ce dispositif peut être cons- titué par un tube élastique coudé, susceptible d'être soulevé ou abaissé à la main et dans lequel se rassemble le véhicule quand il se trouve dans la position relevée, alors qu'il permet au véhicule de s'écouler vers l'évaporateur quand il est abais- sé. On peut également utiliser, à cet effet, une soupape action- née à la main, qui recueille le véhicule quand elle est dans
<Desc/Clms Page number 3>
la position fermée et hors duquel il s'écoule vers l'évapora- teur quand elle est ouverte. Cette soupape peut, en outre, se fermer progressivement et automatiquement pour'une pression crois- sante du véhicule. Elle peut, en outre, et dans certains cas particuliers, être constituée sous forme de clapet de retenue pour maintenir une dépression dans la conduite de condensation pendant que l'installation ne fonctionne pas.
La soupape peut être commandée par une membrane sollicitée par la pression du véhicule de chaleur et qui assure en même temps son/ étanchéité.
L'invention consiste, en outre, en des modes de réalisa. tion particuliers du principe de l'invention et cela plus spé- cialement en ce qui concerne son application au chauffage cen- tral. Le chauffage de l'organe accumulateur peut, conformément à l'invention, avoir lieu électriquement ou de toute autre ma- ni ère.
Les dessins ci-annexés montrent, à titre d'exemple, une forme de réalisation de l'invention.
La fig. 1 montre, en plan, une installation de chauf- fage établie conformément à l'invention.
La fig. 2 montre, en coupe verticale, une soupape au- t omat ique.
La fig. 3 montre, en perspective, une grille.
La fig. 4 montre, en coupe horizontale schématique, une installation pour chauffage central établie conformément à l'invention.
Dans le mode de réalisation, montré sur la fig.l, la spirale d'évaporation 2 se trouve dans le bloc ou organe ac- cumulateur, une conduite de vapeur 1 passant de cette spirale à la plaque de chauffe 3. Cette conduite communique avec l'ob- turateur f à liquide, auquel est raccordé le tube coudé formé par les conduites flexibles 8 et t et qui est relié par un,. tu- be c à la spirale d'év aporation 2. Le tube coudé est serré entre une pince d qui peut être déplacée par la biellettje 4 sous la
<Desc/Clms Page number 4>
commande de la manette a.
Quand la manette .a. se trouve dans la position corres- pondant aux lignes interrompues, donc dans sa position / infé- rieure, la pince d et le tube coudé e,t se trouve dans leur po- sition supérieure indiquée par des lignes pointillées, dans la- quelle le tube coudé empêche l'écoulement du condensât vers la spirale d'évaporation. Dans le cas où ces organes se trouvent dans la position montrée en lignes pleines sur la fig.1, le con- denseur peut s'écouler vers l'évaporateur et la circulation du véhicule de chaleur peut rec ommenc er. Il en résulte que la po- sitionmontrée en lignes pleines sur la fig. 1 correspond au chauffage alors que celle montrée en lignes interrompues cor- respond à celle pour laquelle le chauffage est interrompu.
Pour les positions intermédiaires dd la manette, on peut obtenir un chauffage partiel.
L'évaporateur 2 est constitué par une spirale tubulai- re horizontale, coulée dans le bloc accumulateur, le tube ayant @ un '.diamètre plus grand que ceux des autres conduites, de sorte que la quantité de liquide formant véhicule de chaleur se ré- partit sur toute la longueur du serpentin et ne remplit pas mê- me;, pour un remplissage complet, toute la hauteur de la section transversale. Il en résulte que l'évaporation se fait rapide- ment et sans difficultés, notamment sans coups de bélier, que la vapeur est séchée et éventuellement surchauffée. La plaque de chauffe est constituée par un serpentin tubulaire placé à nu ou noyé dans de l'aluminium ou de la fonte.
L'organe accumula- teur, les tubes de liaison, la plaque de chauffe, etc...,sont isolés de la manière ordinaire,pour éviter les pertes de cha- leur.
Le bloc accumulateur est suspendu à des câbles ou ti- ges en acier g, de façon que les pertes par transmission soient aussi faibles que possible. On a établi, en outre, en avant et en arrière dudit bloc /des récipients à eau chaude 5, qui acca- parent la plus grande partie de la chaleur perdue par le bloc.
<Desc/Clms Page number 5>
La feuille de cuivre .1 reliant les deux récipients 5 absorbe la chaleur perdue par le bas et conduit cette chaleur vers les- dits récipients. Le bloc accumulateur est chauffé par les élé- ments de chauffage électrique h. On peut, en outre, prévoir un élément de chauffage de réserve h' et une spirale d'évaporation de réserve 36. Le récipient à eau chaude 5 peut avoir une forme annulaire de façon à entourer le bloc accumulateur.
Quand on veut utiliser l'élément de chauffage, comme tubes à griller, il est préférable, par suite de trop grandes dépenses en chauffage, de ne pas noyer les tubes dans du métal.
Au contraire, on a recours, dans ce cas et avec avantage, à la disposition montrée sur la fig. 3. Celle-ci comporte un tube à vapeur 6, auquel le véhicule de chaleur est amené par le coude relevé 7. Dans le tube 6 débouchent plusieurs tubes transver- saux 8, parallèles entre eux et sensiblement horizontaux qui, à leur tour, aboutissent dans un tube de décharge 9, perpendicu- laire aux tubes 8 et également horizontal, et à l'aide duquel le véhicule refroidi est ramené à l'évaporateur.
Les tubes 8 peuvent, avantageusement, avoir une légère déclivité vers le tube de décharge 9. Le coude 7 empêche que le condensât retourne vers l'évaporateur.
Ce mode de réalisation permet d'obtenir un élément de chauffage présentant de grandes surfaces rayonnantes pour un faible poids, tout en donnant lieu, d'autre part, à une réduc- tion des dépenses pour la chauffage.
On peut remplacer le dispositif avec tube coudée, t, constituant la conduite de retour du véhicule de chaleur de l'en- droit de chauffage à l'évaporateur, par la soupape montrée sur la fig. 2.
Le condensat pénètre dans le récipient 10 par le tube r, relié à l'endroit à chauffer, alors qu'il s'écoule par le canal g vers l'évaporateur. Ce canal est commandé par une sou- pape v, de forme conique, supportée par un étrier 11 circulaire et élastique. Ce dernier est monté sur un arbre k, qui comporte
<Desc/Clms Page number 6>
à son extrémité opposée un disque 12, susceptible de monter et de descendre dans un logement 13, ménagé dans la boite de la soupape* Un ressort en hélice .2 appuie par une extrémité contre ce disque et par l'autre extrémité contre un plateau mobile ± guidé dans le logement 13 et dont la position peut être modifiée à l'aide de la came excentrée g. Cette came peut être déplacée angulairement par une manette.
L'arbre k est entouré de près par une membrane tubulaire m, dont l'extrémité supérieure est fixée, en n et d'une manière étanche pour la vapeur, 4 la botte de la soupape.
Le dispositif ainsi établi fonctionne comme suit:
Dans le cas où l'on abaisse le plateau p, par rotation de la came, le ressort o repousse le disque 12, l'arbre 1± et la soupape v vers le bas, de façon à ouvrir la soupape. Suivant le degré de rotation de la came, on peut ouvrir ou fermer plus ou moins cette soupape. D'autre part, la soupape est sollicitée par la pression régnant dans le système tubulaire du fait que pour une pression croissante dans la botte 10, la membrane est comprimée de plus en plus, ce qui tire l'arbre }± vers le haut, contre l'effet du ressort 0, de sorte que la soupape v peut se fermer complètement ou partiellement, d'une manière automatique, jusqu'au moment où la pression a diminué. Le jeu du ressort .2 permet que l'effet automatique soit indépendant du réglage momen- tané à la main.
La soupape conique, montrée sur la fig. 2, peut éga- lement être constituée sans avoir recours au ressort o et au plateau p(voit fig. 4, soupape 23) ceux-ci ayant plus spéciale- ment pour but de maintenir la pression entre certaines limites.
Dans ce cas, la quantité de liquide circulant dans chaque sys- tème tubulaire est choisie de maniées que, même dans l'éventua- lité où tout le liquide serait évaporé, la pression qui peut se produire, ne dépasse pas une valeur déterminée. La quantité de liquide doit alors être dans un rapport déterminé relativement
<Desc/Clms Page number 7>
au volume total du système tubulaire y c ompris celui du réci- pient 10.
La fig. 4 montre une installation de chauffage alimen- tée à partir d'une centrale et utilisant un chauffage par com- bustible. Le bloc accumulateur 14 comporte des canaux 15, dans lesquels circulent les gaz de combustion, ainsi que des spira- les ou serpentins 16, 17, 18 servant à l'évaporation. De ces dernières part la conduite ascendante 19 pour la vapeur, d'où partent des dérivations 20 en passant par des doubles coudes 21.
Le condensât 22 s'écoule de l'endroit de chauffage 22 par la soupape de réglage 23 vers le conduit 24, le coude ascendant 25 à la conduite d'évacuation 26 pour le condensât, cette conduite étant branchée sur le collecteur 27 d'où part un conduit 28 vers une soupape collectrice 29, qui doit encore être décrite, hors de laquelle le condensât est amené par la conduite 30 à l'en- trée z la spirale d'évaporation 16. Les soupapes 23 sont consti- tuées comme celle montrée sur la fig. 2 mais sans le ressort o et le plateau p et constituent les organes obturateurs respec- tifs pour les différents éléments de chauffage.
La soupape 29 est, d'une façon générale, analogue à celle montrée sur la fig.2, toutefois, dans ce cas, elle comporte une membrane 31, en forme de plaque, qui supporte une pièce de guidage 32 dans laquelle se trouve un faible ressort 33 agissant sur la tête 34 de la soupa- pe conique 35, de sorte que cette dernière commande l'entrée de la conduite 30 et sert en même temps de soupape de retenue.
L'installation ainsi établie fonctionne comme suit:
Le véhicule de chaleur s'évapore dans les tubes 16,17,18 et est ensuite amenée, de la façon décrite, aux éléments de chauf- fage 22, dont :bas soupapes réglables 23 sont ouvertes et s'écou- le ensuite par le récipient 27 et la conduite 28 vers la soupape principale 29 et passe par la conduite 30 dans les spirales d'é- vaporation 16,17, 18. De cette façon, on amène la vapeur qui sert de véhicule à la chaleur aux différents éléments de chauf-
<Desc/Clms Page number 8>
fage établis par exemple dans des cuisines, alors que le bloc accumulateur peut, par exemple, être établi dans la cave.
La dé- rivation 21 de la conduite générale 19 de vapeur vers l'élément de chauffage correspondant se trouve à un/ niveau un peu plus élevé par suite que, pendant les périodes d'arrêt, l'appareil et la dérivation se remplissent avec du condensat en vue d'évi- ter ainsi des pertes permanentes de chaleur.
De même, la dérivation 24 pour le condensât est établie de manière telle, que cette dérivation se trouve à un niveau un peu inférieur à celui de l'élément de chauffage le plus bas, cet- te dérivation étant consternent remplie avec du condensât et, 4 cet effet, elle comprend également la partie ascendante 25. Quand il se présente un arrêt prolongé, il se produit, dans la condui- te d'évacuation du condensât, une dépression résultant du fait qu'il y règne une température moindre que dans la conduite pour la vapeur. Pour cette raison, la soupape 29, constituée sous forme d'une soupape de retenue, est maintenant fermée et malgé la pression décroissante, il ne pénètre pas de liquide frais dans le système.
Par le refroidissement des éléments de chauf- fage 22 et des dérivations 20 pour la vapeur, la vapeur encore contenue dans la conduite est condensée jusqu'à ce que toute la vapeur ait disparue dans l'évaporateur, ce qui réduit encore davantage la pression. Il en résulte que les pertes, au cours de longues périodes d'arrêt, sont notablement réduites.
Quand la soupape obturatrice 23 d'un élément de chauf- fage est ouverte à nouveau, la dépression régnant dans la con- duite 26 pour le condensât par rapport à la conduite de vapeur cesse, de sorte que du liquide pénètre dans l'évaporateur. Pour empêcher qu'une pression plus élevée que celle permise se pro- duise, on peut intercaler, dans la conduite, une soupape de sû- reté et la vapeur qui s'échappe, lors d'une surpression, par cette soupape, peut être utilisée sous l'une ou l'autre façon, par exemple pour la production d'eau chaude.
<Desc/Clms Page number 9>
Pour obtenir les grandes quantités de vapeur nécessaires pour une alimentation par centrale, il:est nécessaire d'avoir re- cours, comme montré, à plusieurs tuyaux évâporateurs en spirale
16,17, 18, disposés les uns en-dessous des autres. Pour obtenir que ces spirales soient autant que possible uniformément chargées et qu'elles ne soient pas complètement remplies, on a prévu, dans les deux passages d'admission z supérieurs, des tubes déversoirs u qui pénètrent, par le bas, respectivement dans lesdits passa. ges dans une direction sensiblement perpendiculaire à ceux-ci et qui aboutissent dans le passage z qui se trouve directement en- dessous de ceux-ci. Le:
déversoir est établi de manière telle, que le liquide, venant du tube 30, d'abord, passer autour du déversoir avant d'arriver à la spirale d'évaporation. Par la re- tenue qui en résulte pour une alimentation rapide en liquide, une partie de celui-ci pénètre déjà par le déversoir dans la deuxième spirale sans que la première soit complètement remplie.
On obtient ainsi également, par suite de l'utilisation des dé- versoirs, que le liquide ne peut pas remplir complètement les tubes de l'évaporateur, de sorte que les coups de bélier sont évités et que le véhicule de chaleur est chauffé, voir: surchauf- fé rapidement et uniformément.
Quand la pression monte, lors d'une production crois- sante de vapeur, la soupape 35 se ferme par suite du déplacement vers le haut de la membrane 31 contre l'action du ressort o, de sorte que, lorsque la pression normale adoptée est atteinte, cet- te soupape peut être éventuellement complètement fermée. En uti- lisant un faible ressort 33 pour l'effet de retenue de la sou- paper, on obtient que cet effet et celui décrit plus haut puis- sent avoir lieu sans interférer l'un sur l'autre.
La disposition peut également être telle, qu'à chaque endroit où l'on soustrait de la chaleur, par exemple dans cha- que cuisine se trouve un foyer accumulateur complet, dont le bloc accumulateur est chargé 1 ou 2 fois par jour par un véhicule de chaleur fortement chauffé par un foyer unique.
<Desc/Clms Page number 10>
Cette disposition présente l'avantage que les pertes qui, dans certains cas, peuvent être considérables dans les con- duites ascendantes et les dérivations, sont limitées à la courte période pendant laquelle se fait l'accumulation et on peut éta- blir, éventuellement, dans chaque bloc accumulateur, un élément chauffant électrique qui est alimenté le dimanche et les jours de fêtes à l'aide d'un courant en excès, d'un prix réduit, pour supprimer, pendant ces jours, le service du foyer de l'installa- tion centrale.