<Desc/Clms Page number 1>
"Perfectionnements aux appareils générateurs de chaleur pour chauffage et production de la force"*-
La présente invention se rapporte à des appareils généra- teurs de chaleur pour le chauffage et la production de la force et se rapporte plus spécialement aux unités relativement peti- tes et compactes adaptées pour être chauffées par le gaz ou com- bustibles vaporisés pour maintenir la radiation de l'eau chaude dans les bâtiments, quoiqu'elle est également applicable à la production des gaz de combustion chauds pour séchage et chauffa- ge et à la production de la vapeur, la production de la vapeur dans les chaudières à haute pression du type multitubulaire y compris.
@
<Desc/Clms Page number 2>
' Le type de l'installation à laquelle se rapporte la présente invention comprend une chambre de combustion dans laquelle on beule le gaz ou autre combustible mélangé avec l'air, des passa- ges dans lesquels les produits de la combustion circulent et un mécanisme interrupteur contrôlé par la température ou la pres- sion créée, par les produits de combustion circulant et adapté de façon à arrêter automatiquement l'admission de l'air et de couper l'arrivée de gaz ou de combustible aussitôt que la tempé- rature ou la pression maximale prédéterminée ait été dépassée et rétablir l'admission de gaz ou d'autres combustibles aussitôt que la température ou la pression tombe en-dessous de cette limi- te.
L'objet principal de la présente invention est la réalisa- tion d'une installation perfectionnée de l'espèce sus-mentionnée et de la rendre simple d'entretien, d'un rendement élevé et exempte de tous les dangers provenant du non-fonctionnement éventuel d'une partie quelconque du système automatique.
Ces caractéristiques et d'autres qui ressortiront de la des- cription ci-après, font apparaître que le trait caractéristique de la présente invention consiste dans l'utilisation d'une cham- bre dans laquelle le gaz et l'air sont chauffés préalablement et mélangés, cette chambre étant pourvue d'une flamme-témoin brû- lant continuellement, laquelle sert à tenir, lors de l'arrêt du ventilateur et en absence de courant de gaz, comme par exemple durant les périodes d'un surchauffage léger, les parois de la chambre chaudes pour être prêtes à chauffer préalablement les gaz et l'air durant le fonctionnement ultérieur.
Tendant le fonc. tionnement de l'installation, la flamme est repoussée vers l'in- térieur par un bouchon perforé creux, en matière réfractaire, pénétrant vers l'intérieur à travers le mur de la chambre de com- bustion sur le chemin des gaz et de l'air chauffés préalablement et assurant de cette façon leur allumage et oombustion, dans tou.
<Desc/Clms Page number 3>
tes les circonstances. Cejet brûlant extérieurement peut être entouré d'un élément réfraotaire en matière plastique ou d'au.. tres, telles qu'utilisées dans les foyers à gaz domestiques.
L'air est admis de préférence par un long passage étroit, de dimension déterminée et est forcé à s'étendre autour du ou des tuyaux d'admission de gaz, de façon que le gaz et l'air soient bien mélangés quand ils heurtent et pénètrent à travers des gazes appropriées dans la zone d'allumage de la chambre de combustion. Les entrées de gaz sont réalisées de préférence sous forme d'une seule rangée de perforations dans chaque tuyau d'ar- rivée des gaz, disposés de façon à diriger les jets sortants vers les gazes.
Un interrupteur électro-magnétique, de préférence du type à solénoïdes, est disposé pour couper ou ouvrir l'admission du combustible, c'est-à-dire, pour ouvrir ou fermer la principale valve de contrôle de combustible, la soupape de gaz dans le cas d'utilisation de ce dernier* Ce solénoïde est de préférence pour- vu avec un dispositif à retardement à une direction, telle qu'un "dash-pot", de façon que si, ainsi qu'on le préfère, le ventila- teur fournissant de l'air est actionné par un moteur électrique recevant le courant d'une source qui le fournit également au so- lénolde, ce ventilateur réalise un tirage considérable avant que la soupape des gaz soit ouverte.
Le circuit du solénolde est de préférence actionné par un interrupteur de sûreté qui est tenu fermé sous l'influence de ce tirage, mais s'ouvre automatiquement et interrompt de cette façon le circuit du solénoïde, ce qui coupe instantanément l'arrivée des gaz si le ventilateur s'arrêtait.
Dans le but de faire comprendre la présente invention, cet- te dernière sera décrite, avec plus de détail, et représentée dans les dessins ci-joints qui représentent une installation de chauffage d'eau utilisant le gaz réalisé suivant la présente in-
<Desc/Clms Page number 4>
vention.
Dans ces dessins:
Fig. 1 est une vue en élévation de l'installation telle qu'utilisée pour la production d'eau chaude ou de la vapeur dans une chaudière; fig. 2 est une vue en plan correspondante; fige 3 es t une coupe verticale; fig. 4 est une section suivant la ligne 4-4 de la fige 5, montrant la chambre de chauffage préalable, de mélange et d'allu- mage des gaz et de l'air; fig. 5 est une vue ve rticale en élévation de la ligne 5-5 de la fige 4 ; fig. 6 est une vue verticale d'une plaque de calage pervant à serrer les gazes dans leur position; fig. 7 est une section verticale à plus grande échelle à travers de la soupape de gaz;
fig. 8 est un détail représenté schématiquement. rendant le fonctionnement de 1 installation, le gaz entre à travers le tube d'admission des gaz 1, le pot 2 et la soupape de gaz 3 et passe dans la chambre de gaz 4, il remonte ensuite les tubes 5,5 et se heurte contre les tamis de mélange en gaze. Pen- dant ce temps-là, l'air introduit par le ventilateur aspirant 7 entre par les orifices d'admission d'air 8, s'étend autour des tubes d'admission des gaz 5,5 et se mélange au gaz quand le gaz et 1=air passent à travers les tamis en gaze. Le mélange circule alors au-dessus d'un bouchon perforé, creux et réfractaire 9, qui est disposé dans la zone d'allumage 9a de la chambre de combus- tion 10 et opère et maintient la combustion du mélange.
La flamme s'étend dans la chambre de combustion 10, laquelle est préféra- blement chargée des matériaux réfractaires et les produits de la combustion traversent vers le bas et en zig-zag les barres 11 ab- sorbant la chaleur et disposées dans les passages 12 enveloppées
<Desc/Clms Page number 5>
d'eau de la chaudière 13.
La construction générale et le fonctionnement de la ohau.. dière ressortent clairement de l'examen des dessins, mais il est important de noter que, suivant une construction préférée représentée, le corps de la chaudière est construit en sections verticales et que les produits de combustion cheminent vers le bas à travers les faees supérieure et inférieure des barres 11 échafaudées horizontalement, et s'étendent complètement à tra- vers les passages d'un mur à l'autre et non seulement dépas- sant l'un ou l'autre mur.
En se référant particulièrement aux figures 4 et 5, on peut' remarquer que l'orifice d'admission d'air 8 représente une fente ovale et que la tête 14 du support des gazes 15 chauf fe et dévie l'air entrant, lequel s'étend alors le long de lies, pace entre le support des gazes 15 et le couvercle ou carter 15x, ainsi qu'autour et en face des tubes d'admission des gaz 5,5.
Les tamis mélangeurs à gaze 6, dont plusieurs peuvent être utilisés ensemble sous une forme compacte, peuvent être dispo- sés dans le support de gaze 15 par des cadres de calage 16 per- cés ou filetés en 17, ou autrement formés de façon à permettre leur enlèvement facile au moyen d'un simple outil. couverture 18 du jet témoin reçoit le gaz par un tube "by-pass" 19, de façon que la flamme-témoin 'brûle continuelle- ment.
Quand le ventilateur ne travaille pas, la flamme-témoin s'étend vers le haut dans l'espace 20, juste. à l'extérieur du support des gazes 15 et est'entourée de préférence par un élé- ment réfractaire de chauffage 18' sus-mentionné; et lorsque le ventilateur est en action, la flamme est déviée latéralement dans le bouchon d'allumage perforé 9,
On cmmprend aisément que le support de gaze 15 et plus par. tioulièrement la tête solide 14 de ce dernier, deviennent chauds lors du fonctionnement normal de l'installation. En ou-
<Desc/Clms Page number 6>
tre, quand le ventilateur ne travaille pas, le jet-témoin de l'ouverture 18 brûle vers le haut dans l'espace 20 et les par- ties adjacentes sont par conséquent maintenues chaudes.
L'es- pace en forme de fourche 8' entre le carter 15x et le support de gaze 15 et l'espace 14x à l'intérieur du support de gaze im- médiatement après les tamis à gaze 6a, constituent de cette fa- çon une chambre de chauffage préalable et de mélange des gaz et d'air et le support de gazes lui-même et son carter 15x consti- tuant ce qui peut être désigné comme une tête de chauffage préa- lable et de mélange des gaz et de l'air.
Le ventilateur aspirant 7 est actionné par un moteur élec- trique 21 à vitesse constante (fig.l), alimenté par un courant provenant d'une source convenable et le solénoîde 22 contrôlant la soupape de gaz 3 est alimenté du même circuit,, Le solénoïde 22 est pourvu avec un dash-pot 23 d'une forme ordinaire et ap- propriée, pour retarder l'élévation d'un plongeur 24 quand le solénolde reçoit du courant. Lorsque le plongeur 24 s'élève éventuellement, il bute contre la tige 25 de la soupape de gaz et soulève de cette façon la tête de la soupape 26 de son siège, de façon que les gaz puissent passer, L'action retardée permet au ventilateur d'atteindre une vitesse considérable et de cette façon, réaliser un courant d'air considérable avant que le gaz soit admis.
Le circuit du moteur 21 et du solénoïde 22 est contrôlé par un thermostat ou un baromètre appropriée contrôlant un interrup- teur automatique actionné par température ou pression.
Si on désire régler le passage des gaz, le couverlle 27 (fige-7) de la soupape de gaz peut être dévissé et l'anneau 28 ajusté angulairement pour changer le degré de coïncidence de l'ouverture 29 avec le passage d'admission des gaz 30.
Il ressort de la description ci-dessus que l'installation réalisée représente un appareil de chauffage d'eau simple, d'un
<Desc/Clms Page number 7>
@ haut rendement et réglable automatiquement.
Afin de mettre en marche l'installation, le je t-témoin est allumé et l'interrupteur,contrôlé par la température ou pression @ est amené dans sa position de travail. Le moteur augmente sa vi- tesse et actionne le ventilateur. Après une période de temps ap- propriée, le solénoïde ouvre la soupape de gaz, et le jet-té- moin est repoussé latéralement et allume le mélange de gaz et d'air. Si l'eau devient trop chaude ou la pression de vapeur trop élevée, l'arrivée du courant au moteur électrique et au solénolde est coupée et quand la température ou la pression tombe en-dessous d'un certain degré, l'interrupteur contrôlé par la température ou pression terme de nouveau les circuits du moteur et du solénoïde.
Ainsi qu'il était mentionné plus haut, le circuit du soient noide est de préférence complété par un interrupteur fermé par la succion du ventilateur, de sorte que, si le ventilateur de- vait refuser à fonctionner, le adénoïde ne recevrait plus de courant et la soupape de gaz se fermerait.
Ainsi qu'il est montré schématiquement à la figure 8, cet interrupteur de sûreté peut, par exemple, consister en un dou- ble diaphragme ou piston, un piston 31 étant disposé dans un cylindre 32 communiquant par un conduit 33 avec la coté succion du ventilateur, et l'autre piston 34 servant à mettre en com- munioation doux plots isoles 35 dans le circuit du solénoïde, quand la succion du piston 31 est suffisante pour déplacer les deux pistons de façon à amener le piston 34 en contact avec les plots 35.
Il va de soi que deux ou plusieurs unités, comme décrit ci-dessus, peuvent être disposées à côté l'une de l'autre, de façon à travailler entièrement indépendamment l'une de l'autre ou à chauffer un seul récipient d'eau commun.
<Desc / Clms Page number 1>
"Improvements to heat generating devices for heating and power generation" * -
The present invention relates to heat-generating apparatus for heating and generating force, and more especially relates to relatively small and compact units adapted to be heated by gas or vaporized fuels to maintain heat. radiation of hot water in buildings, although it is also applicable to the production of hot combustion gases for drying and heating and to the production of steam, the production of steam in the high pressure boilers of the multitubular type including.
@
<Desc / Clms Page number 2>
The type of plant to which the present invention relates comprises a combustion chamber in which gas or other fuel mixed with air is boiled, passages in which the products of combustion circulate and a switch mechanism. controlled by the temperature or the pressure created, by the circulating combustion products and adapted so as to automatically stop the admission of air and cut off the supply of gas or fuel as soon as the temperature or the maximum predetermined pressure has been exceeded and re-establish the inlet of gas or other fuels as soon as the temperature or pressure falls below this limit.
The main object of the present invention is to achieve an improved installation of the above-mentioned kind and to make it simple to maintain, of high efficiency and free from all the dangers arising from non-operation. any part of the automatic system.
These characteristics and others which will become apparent from the description below, show that the characteristic feature of the present invention consists in the use of a chamber in which the gas and the air are heated beforehand and mixed, this chamber being provided with a continuously burning pilot flame, which is used to hold, when the fan is stopped and in the absence of a gas current, such as for example during periods of slight overheating, the warm chamber walls to be ready to preheat the gases and air during subsequent operation.
Tending the func. operation of the installation, the flame is pushed inwards by a hollow perforated plug, made of refractory material, penetrating inwards through the wall of the combustion chamber on the path of the gases and the gas. 'air preheated and thus ensuring their ignition and combustion, in all.
<Desc / Clms Page number 3>
your the circumstances. This externally burning object can be surrounded by a plastic element or other refraotaire .. tres, as used in domestic gas fireplaces.
The air is admitted preferably through a long narrow passage, of fixed size and is forced to extend around the gas inlet pipe (s), so that the gas and air are well mixed when they strike and penetrate through suitable gauzes into the ignition zone of the combustion chamber. The gas inlets are preferably made in the form of a single row of perforations in each gas inlet pipe, arranged so as to direct the outgoing jets towards the gauzes.
An electromagnetic switch, preferably of the solenoid type, is arranged to cut or open the fuel inlet, i.e., to open or close the main fuel control valve, the gas valve in the latter use case * This solenoid is preferably provided with a one-way delay device, such as a "dash-pot", so that if, as preferred, it is vented. - the air supplying machine is actuated by an electric motor receiving current from a source which also supplies it to the solenoid, this fan makes a considerable draft before the gas valve is opened.
The solenoid circuit is preferably actuated by a safety switch which is held closed under the influence of this draft, but opens automatically and thereby interrupts the solenoid circuit, which instantly cuts off the gas supply if the fan stopped.
For the purpose of making the present invention understood, the latter will be described in more detail and shown in the accompanying drawings which show a water heating installation using gas produced according to the present invention.
<Desc / Clms Page number 4>
vention.
In these drawings:
Fig. 1 is an elevational view of the installation as used for the production of hot water or steam in a boiler; fig. 2 is a corresponding plan view; freeze 3 is a vertical section; fig. 4 is a section taken on line 4-4 of fig 5, showing the chamber for preheating, mixing and igniting the gases and air; fig. 5 is a vertical elevational view of line 5-5 of fig 4; fig. 6 is a vertical view of a wedging plate capable of tightening the gauzes in their position; fig. 7 is an enlarged vertical section through the gas valve;
fig. 8 is a detail shown schematically. making the operation of 1 installation, the gas enters through the gas inlet tube 1, the pot 2 and the gas valve 3 and passes into the gas chamber 4, it then goes up the tubes 5.5 and collides against the gauze mix screens. During this time, the air introduced by the suction fan 7 enters through the air intake openings 8, extends around the gas intake tubes 5.5 and mixes with the gas when the gas and 1 = air pass through the gauze screens. The mixture then circulates over a perforated, hollow and refractory plug 9, which is arranged in the ignition zone 9a of the combustion chamber 10 and operates and maintains the combustion of the mixture.
The flame extends into the combustion chamber 10, which is preferably laden with refractory materials and the combustion products pass downward and zigzag through the heat absorbing bars 11 and disposed in the passages 12. wrapped
<Desc / Clms Page number 5>
boiler water 13.
The general construction and operation of the boiler is apparent from examination of the drawings, but it is important to note that in a preferred construction shown, the boiler body is constructed in vertical sections and the products of combustion path down through the upper and lower faees of the horizontally scaffolded bars 11, and extend completely through the passages from one wall to the other and not only beyond one or the other Wall.
With particular reference to Figures 4 and 5, it can be seen that the air inlet 8 represents an oval slot and that the head 14 of the gauze support 15 heats and deflects the incoming air, which s 'then extends along the lees, space between the gas support 15 and the cover or casing 15x, as well as around and in front of the gas inlet tubes 5.5.
The gauze mixing screens 6, several of which can be used together in a compact form, may be arranged in the gauze holder 15 by wedging frames 16 drilled or threaded at 17, or otherwise shaped so as to permit their easy removal with a simple tool. blanket 18 of the pilot jet receives gas through a "bypass" tube 19, so that the pilot flame 'burns continuously.
When the fan is not working, the pilot flame extends upwards into space 20, just. outside the gauze support 15 and is preferably surrounded by a refractory heating element 18 'mentioned above; and when the fan is in action, the flame is deflected laterally into the perforated ignition plug 9,
It is easily understood that the gauze support 15 and more by. tioulement the solid head 14 of the latter, become hot during normal operation of the installation. In or-
<Desc / Clms Page number 6>
Therefore, when the fan is not working, the pilot jet of the opening 18 burns upwards in the space 20 and the adjacent parts are therefore kept hot.
The fork-shaped space 8 'between the casing 15x and the gauze support 15 and the space 14x within the gauze support immediately after the gauze screens 6a thus constitute a preheating and mixing chamber of gases and air and the gauze support itself and its 15x casing constituting what may be referred to as a preheating and mixing head of gases and air. 'air.
The suction fan 7 is actuated by an electric motor 21 at constant speed (fig.l), supplied by a current coming from a suitable source and the solenoid 22 controlling the gas valve 3 is supplied from the same circuit ,, The solenoid 22 is provided with a dash-pot 23 of an ordinary and suitable shape, to delay the rise of a plunger 24 when the solenoid receives current. When the plunger 24 eventually rises, it abuts against the rod 25 of the gas valve and in this way lifts the head of the valve 26 from its seat, so that the gases can pass. The delayed action allows the fan to reach a considerable speed and in this way to realize a considerable air flow before the gas is admitted.
The circuit of the motor 21 and of the solenoid 22 is controlled by an appropriate thermostat or barometer controlling an automatic switch actuated by temperature or pressure.
If it is desired to adjust the throttle passage, the gas valve cover 27 (fige-7) can be unscrewed and the ring 28 angularly adjusted to change the degree of coincidence of the opening 29 with the gas inlet passage. gas 30.
It emerges from the above description that the installation carried out represents a simple water heater, with a
<Desc / Clms Page number 7>
@ high efficiency and automatically adjustable.
In order to start the installation, the indicator light is on and the switch, controlled by temperature or pressure @ is brought to its working position. The motor increases its speed and activates the fan. After an appropriate period of time, the solenoid opens the gas valve, and the pilot jet is pushed sideways and ignites the gas and air mixture. If the water becomes too hot or the steam pressure too high, the supply of current to the electric motor and the solenoid is cut off and when the temperature or pressure drops below a certain degree, the switch controlled by the temperature or pressure again terminates the motor and solenoid circuits.
As mentioned above, the circuit of the are noide is preferably completed by a switch closed by the suction of the ventilator, so that, if the ventilator were to refuse to function, the adenoid would not receive any more current and the gas valve would close.
As shown schematically in FIG. 8, this safety switch may, for example, consist of a double diaphragm or piston, a piston 31 being arranged in a cylinder 32 communicating via a duct 33 with the suction side of the valve. fan, and the other piston 34 serving to put in soft communication isolated pads 35 in the circuit of the solenoid, when the suction of the piston 31 is sufficient to move the two pistons so as to bring the piston 34 into contact with the pads 35.
It goes without saying that two or more units, as described above, can be arranged next to each other, so as to work entirely independently of each other or to heat a single container of heat. common water.