<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
ohauffe-eau à accumulation
La présente invention a pour objet un chauffe-eau à accumulation, chauffa au gaz d'éclairage ou autre combustible gazeux, mais qui peut également'utiliser des combustibles liqui- des moyennant l'emploi de brûleurs appropriés.
Le chauffe-eau suivant l'invention se caractérise en ce que le brûleur est enfermé dans une capacité d'ou les gaz brûlés s'échappent par une cheminée qui s'élève à travers la chai dière et débouche dans l'atmosphère par une ouverture fortement rétreinte , en vue d'abaisser la température finale des gaz brûlés et d'utiliser par suite une plus grande partie de la cha- leur développée par la combustion.
L'air secondaire nécessaire à la combustion peut arri- ver dans la chambre du brûleur par un orifice dont l'ouverture est placée sous la dépendance du thermostat qui contrôle l'arri- vée du gaz. Le dit thermostat ouvre l'orifice d'entrée d'air secondaire dans la mesure strictement nécessaire,ce qui réduit au minimum la consommation de combustible lorsque le brûleur fonctionne en veilleuse.
Suivant une variante, l'air secondaire penétre dans
<Desc/Clms Page number 2>
la chambre du brûleur indépendamment du thermostat, par des fenê- tres devant lesquelles sont disposées à une certaine distance des cloisons évitant l'extinction du brûleur en veilleuse.
Une autre caractéristique de l'objet de l'invention ré- side dans un dispositif qui, lorsqu'on ouvre un robinet de prise d'eau chaude, interrompt la communication de la chaudière du chau& fe-eau avec l'atmosphère et y provoque l'arrivée d'eau froide sous pression, qui déplace l'eau chaude. La fermeture du robinet d'eau chaude est, 'inversement accompagnée de l'interruption de l'arrivée d'eau froide et de la remise en communication de la char dière du chauffe-eau avec l'atmosphère, par une canalisation de trop plein.
La chaudière du chauffe-eau suivant l'invention est donc normalement en relation avec l'atmosphère, ce qui écarte tout risque d'explosion.
D'autres particularitésde ce chauffe-eau apparaîtront dans la description qui va suivre et qui se réfère au dessin annexé, représentant , à titre d'exemple, quelques formes d'exécu- tion de l'objet de l'invention.
La fig. I est une coupe verticale du chauffe-eau,sui- vant son axe.
La fig. 2 est une coupe transversale de la fig. I par un plan 2-2.
La fig. 3 est une variante de la fig. I, de même que les fig. 4 et 5.
La fig. 6 montre un mode de construction particulier de la cheminée.
LWfig. 7 est une coupe longitudinale en élévation du thermostat.
La fig. 8 indique une variante de détail.
La fig. 9 est une variante de la fig. 7.
La fig. 10 et la fig. II sont ,relatives à une autre forme du thermostat, que chacune d'elles montre dans une phase distincte de son fonctionnement.
<Desc/Clms Page number 3>
La fig. 12 est une coupe longitudinale en élévation du dispositif qui provoque l'arrivée automatique d'eau .froide à la chaudière quand on soutire de l'eau chaude.
La fig. I3 est une coupe de la précédente par un plan horizontal 13-13.
La fig. 14 montre, en coupe longitudinale, un dispo- sitif de sécurité que la fig. 15 montre en plan.
La chaudière a du chauffe-eau, tel qu'il est représen- té par la fig. I est de forme*,tronconique. Elle est revêtue d'u- ne enveloppe calorifuge a1 plus épaisse vers le haut où la température est plus élevée. Le tout est entouré d'une chemise métallique mince a2 .Le'fond inférieur b de la chaudière a est embouti en forme de cuvette renversée , à fond bombé. Sous ce fond s'articule à charnière une autre cuvette c, qui forme avec la première, une capacité renfermant le brûleur annulaire d, placé de telle manière que les flammes soient toujours éloi- gnées du fond dela cuvette b. La cuvette ± est émaillée inté- rieurement, pour éviter son attaque par les eaux de condensation acides, abandonnées par les gaz de la combustion et pour faire rayonner la chaleur du brûleur vers le fond de l'autre cuvette.
Elle est pourvue d'un siphon a pour l'évacuation des dites eaux . La cuvette ± étant montée à charnière peut se rabattre facilement, ce qui permet d'accéder aisement au brûleur pour l'allumer.
La chambre de combustion formée par les cuvettes b et c est surmontée d'une chaeminée f dont la base f1 descend à une certaine distance du fond de la cuvette b, afin qu'il y ait toujours un matelas de gaz chauds sous ce fond. La cheminée f traverse verticalement la chaudière a sur toute sa hauteur.
Elle diminue de diamètre depuis sa base jusqu'à son sommet qui dépasse celui de l'a chaudière. Son ouverture supérieure f2, est fortement rétleinte.
La chambre de combustion communique d'autre part avec l'atmosphère par une pipe ± dont l'orifice d'entrée est contrôlé par un obturateur h actionné, comme on le verra par
<Desc/Clms Page number 4>
la suite, par le thermostat i, qui règle aussi l'arrivée du gaz au brûleur. Ce dispositif est agencé de manière à ce que la quan- tité d'air admise dans la chambre de combustion corresponde à la quantité de gaz arrivant au même instant au brûleur. Un autre obturateur peut être disposé à l'orifice de sortie 1 2 de la chemi. née f et peut être également actionné comme h par le thermostat.
L'eau froide arrive à la chaudiére a par le tube plon- geur j dont l'extrémité inférieure est fermée, mais qui présente des orifices de sortie latéraux Une partie de ces orifices débouche sous une collerette bombée k, maintenue à une certaine distance du fond de la cuvette b et portant en son centre une che minée 1 qui entoure la cheminée f jusque vers le fond supérieur de la chaudière a.
Le fond inférieur de cette dernière est muni d'un robi- net de purge a3, servant notamment à l'évacuation du tartre.
L'eau chaude peut quitter la chaudière a par le tuyau m qui, normalement, communique avec l'atmosphère par un tuyau de trop plein n a siphon, l'arrivée d'eau froide étant en même temps interrompue, tandis que, lorsqu'on soutire de l'eau chaude par la canalisation o, on provoque par j2 l'arrivée de l'eau froide qui déplace l'eau chaude de la chaudière dont la communiéation avec l'air libre se trouve coupée.
Ces résultats sont obtenus grâce au dispositif que ,montrent les fig. 18 et 13 .
Ce dispositif comprend deux chapelles 15-I5a dont les axes sont parallèles et qui communiquent entre elles ou par leur partie supérieure.. La première présente vers sa base deux tubu- lures- 16-16a interposées sur le trajet de la conduite .d'amenée d'eau. A son sommet, une autre tubulure latérale 17 est reliée à la canalisation de puisage d'eau chaude.
La seconde chapelle 15a possède deux tubulures situées à des hauteurs différentes. A la tubulure supérieure 18 aboutit la conduite par laquelle l'eau chaude arrive de la chaudière.
La tubulure inférieure 19 est reliée à une canalisation de trop
<Desc/Clms Page number 5>
plein .
Dans la chapelle 15 peut jouer un piston différentiel O,dont les deux faces sont mises en communication par une per- foration 20a, laissant un passage qui peut être réglé au moyen de la vis 21, qu'on peut actionner par un regard qui est normale. ment fermé par la vis 22.
La face inférieure.du piston 20 porte la rondelle 23 qui sert d'obturateur à la tubulure 16 et qu'un ressort 24 tend à appliquer sur son siège.
La chapelle 15a renferme une soupape double dont les sièges sont disposés de part et d'autre de la tubulure 18.
Le piston 20 et la soupape 25 sont reliés entre eux vers leur sommet, par un joug 6 auquel on laisse un certain jeu par rapport à la soupape, afin que la fermeture de celle-ci reste étanche en dépit de l'usure.
Tant qu'on ne puise pas d'eau chaude, le piston 20, reste au bas de sa course et l'arrivée d'eau froide est fermée.
En même temps, la soupape 25, appliquée sur son siège supérieur, reste écartée de son siège inférieur, de sorte que la chaudière reste en communication avec l'atmosphère par les tubulures 18 et 19.
Si l'on vient puiser de l'eau chaude, on fait tomber la pression au dessus du piston 20 qui se soulève et permet à l'eau froide d'entrer dans la chaudière. Simultanément, la soupa- pe 25 se trouve appliquée contre son siège inférieur et interrompt! la communication de la chaudière avec le trop plein, mais quit- tant son siège supérieur, elle met la sortie d'eau chaude en relation avec la conduite de puisage, dans laquelle l'eau chaude est déplacée par l'eau froide, arrivant au fond de la chaudière.
Dès que l'on cesse de puiser de l'eau chaude, l'équi- libre des pressions se rétablit sur les deux faces du piston 20, l'eau froide trouvant accès par l'orifice ZOa dans la partie supérieure des chapelles qui est désormais un espace clos,
Pour la mise en service du chauffe-eau, la chaudière, a
<Desc/Clms Page number 6>
étant pleine d'eau froide, on allume le brûleur a. après avoir ouvert la chambre de combustion qu'on referme ensuite . L'eau de la chaudière étant froide, le thermostat ouvre alors en plein l'arrivée du gaz au brûleur, ainsi que l'obturateur h d'admission d'air à la chambre de combustion.
Grâce à la présence de la collerette et de sa cheminée 1, il se produit au sein de la masse d'eau une circulation dans le sens indiqué par les flèches (fig.l) ce qui a pour effet d'accélérer le chauffage en favori- sant la transmission de la chaleur.
Lorsque l'eau atteint une température de 70 à 80 dans, la chaudière', le thermostat metle brûleur d en veilleuseet fer- me en meule temps l'obturateur h. La faible quantité d'air né- cessaire au brûleur en veilleuse lui arrive par les fuites mini- mes du joint de la cuvette c, ou bien, on règle l'obturateur h en conséquence. Le brûleur n'a plus dès lors à fournir que la quantité très faible de chaleur nécessaire pour compenser les pertes par rayonnement.
Dans la variante de la fig. 3, 1 désigne la chaudière du chauffe-eau, entourée d'un revêtement calorifuge 2. 3 est le tube de départ d'eau chaude, 4 est le tube qui amène l'eau froide d'un vase à niveau constant 4a jusque sous une collerette 5, formant la base d'un manchon 6, qui environne, sur une certai- ne hauteur, la cheminée tronconique 7 . Celle-ci traverse la chaudière I suivant son axe. A sa partie supérieure elle débouche dans l'atmosphère par un orifice rétreint 7a et sa base descend légèrement au dessous du plafond de la chambre 8 qui renferme le brûleur 9. Le fond de cette chambre est constitué par une cu- vette amovible 10.
L'air secondaire accède au brûleur par des fenïtres 10a pratiquées dans la dite cuvette sur son pourtour. En face de ces fenêtres, et à une certaine distance d'elles sont fixées des cloisons internes ou chicanes 11 qui évitent que les courants d'air n'éteignent le brûleur quand il est en veilleuse.
La conduite d'amenée de gaz 12 traverse le thermostat
1
<Desc/Clms Page number 7>
13.
La cheminéed'évacuation des gaz brûles peut être constituée de deux tubes concentriques 14-14a (fig. 6). Le tube . interne 14a est bouché à sa base et les gaz trouvent passage dans l'espace annulaire compris entre les deux tubes. Ils y forment une couche relativement mince, de sorte qu'ils sont dans de bonnes conditions pour céder leur chaleur à l'eau de la chaudière Vers son sommet, le tube 14 a ses parois percées d'ouvertures par lesquelles les gaz passent pour s'échapper finalement dans l'atmosphère par l'orifice rétreint 14b.
La réserve d'eau chaude,peut se trouver dans une capa- cité la. indépendante du chauffe-eau et communiquant.avec celui- ci par une tubulurebsupérieure 4b et une tubulure inférieure 3s dans laquelle est disposé le thermostat 13 (fig. 4).
La capacité la peut être par exemple le réservoir d'une installation de chauffage central à eau chaude. Ce réservoir peut ainsi être utilisé en été par l'adjonction à l'installation d'un dispositif peu encombrant et peu coûteux.
La chaudière du chauffe-eau peut alors être de faible capacité. au lieu d'évacuer les gaz brûlés par la seule cheminée de la fig. I, on leur fait traverser un faisceau de tubes 7b, débouchant à leur partie supérieure dans une chambre commune 7c, en communication avec l'atmosphère.
On peut augmenter considérablement la capacité d'ac- cumulation d'un chauffe-eau de dimensions données,en disposant à l'intérieur de sa chaudière une capacité close 2' (fig. 5) con- tenant une solution saline sursaturée. Cette.solution retarde le'refroidissement de la masse d'eau de l'installation en resti- tuant la chaleur latente de dissolution de son sel, chaleur qui est relativement considérable eu égard à la masse de sel mis en jeu.
Le thermostat utilisé peut présenter la disposition que montrent les fig. 7 à 9.
'L'élément actif du thermostat est constitué par un
<Desc/Clms Page number 8>
cylindre 31, renfermant une matière facilementofusible et possè- dant un coefficient de dilatation élévé. Dans ce cylindre joue un piston 32 de section très faible, afin qu'il ait une course relativement importante du fait de landilatation de la matière renfermée dans le cylindre 31. Ce'piston traverse un joint du même type que celui des presses hydrauliques ou machines analoguss
Suivant la fig. 7, ce joint est constitué par une série de rondelles de caoutchouc de section trapézoïdale ,alternative- ment inversées. Suivant la fig. 8, il est formé par un cuir em- bouti 34.
Le cylindre 31 se prolonge en une douille 31a qui vient se visser dans le corps 35 du thermostat. Le piston 32 est lui-même prolongé par une tige 32a qui traverse ce même corps.
Celui-ci comprend une tubulure d'arrivée de gaz 36 et une tubulure de sortie 37 Ces tubulures communiquent avec une cavité centrale
38 dont la paroi sert de siège à une soupape 39, portée par la tige 32a et susceptible de coulisser dans une certaine mesure sur cette tige, en comprimant un ressort 40. Un autre ressort 41, buté contre la bague 42. solidaire de 31a, tend constamment à ra- mener le piston 32 à l'intérieur du cylindre 31.
La tige de ce piston passe à travers le fond de la cavi té 38 et vient agir sur l'un des bras d'un levier en équerre 43, dont l'autre bras se déplace devant une graduation en degrés de température, que porte la pièce 44.
Quand la température de l'eau de la chaudière atteint la limite qui correspond au règlage du thermostat, la soupape 29 vient s'appliquer sur son siège. Le gaz ne passe plus dès lors de 36 à 37 vers le brûleur,que par une rainure étroite, ménagée sur le pourtour de la soupape. Il n'arrive plus donc au brûleur que la quantité de gaz strictement nécessaire pour le maintenir allumé en veilleuse.
11 peut arriver que le piston 32 se déplace encore dans le sens de la fermeture après que la soupape 38 est appliquée sur son siège. Cela ne présente aucun inconvénient, en raison du jeu
<Desc/Clms Page number 9>
élastique laissé à la soupape 39le long de la tige 32a,
Dès que-la température descend dans la chaudière au dessous de la limite voulue, la soupape 39 se décolle de son siège. Grâce à sa forme, elle offre de suite un large passage au gaz, de sorte que le brûleur s'allume immédiatement en plein et que le réchauffement nécessaire est très rapide.
Pour régler la température limite de l'eau de la chau- dière, il suffit de visser plus ou moins la douille 31a dans le corps 35 du thermostat.
Dans la variante de la fig. 9, ce règlage peut être fait pendant la marche. Il est alors obtenu en déplaçant le siège de la soupape 39. A cet effet, la cavité 38 est pratiquée dans une pièce 45, susceptible de coulisser dans le corps 5, suivant l'axe de la tige 32a, Les lumières qui font communiquer la cavi- té 38 avec les tubulures 36 et 37 restent toujours ouvertes en plein, pour toutes les positions de la pièce 45.
Suivant les fig. 10 et 11,le thermostat comprend un piston différentiel 46, dont la partie de plus faible diamètre se termine à sa base par un tronc de cone 46', susceptible d'ob- turer la passage entre la conduite d'arrivée de gaz 12 et la conduite 12' qui va au brûleur.
En amont du piston 46 se branche une dérivation 47 qui aboutit dans une chambre 48, ménagée à l'intérieur d'une piè- ce 49 plongeant dans l'eau de la chaudière. Cette chambre renfer- me une petite quantité 50 d'unalliage ou autre matière fusible, . dans laquelle l'extrémité de la dérivation 47 plonge à peine.
Elle est en communication avec la face supérieure du piston dif- férentiel 46 par la canalisation 51. sur celle-ci se branche une dérivation 52, débouchant dans la conduite 12' d'amenée de gaz au brûleur, sous le contrôle d'une soupape 53, qui est de préfé- rence à bille et qui s'ouvre vers le brûleur. Le passage de la dérivation 52 peut âtre réglée au moyen de la vis 54.
Quand, la chaudière étant froide , on ouvre le robinet de barrage de la conduite 12, la pression du gaz ne peut agir
<Desc/Clms Page number 10>
que sur la petite face du piston 46, la dérivation 47 se trou- . vant obturée par la masse 50 solidifiée dans la chambre 48.
Il en résulte que le piston 46 se soulève en ouvrant en plein l'arrivée du gaz au brûleur, (fig,II) La pression du gaz applique en même temps la soupape 53 contre son siège et condam- ne le passage par la dérivation 52.
Dès que l'eau de la chaudière atteint une température suffisante pour faire fondre la masse 50, le gaz peut passer sur la grande face du piston, en barbottant dans cette masse.
Le piston s'abaisse jusqu'à ce que l'obturateur 46' venant s'appliquer sur son siège, interrompe le passage direct du gaz au brûleur. Celui-ci n'est plus alors alimenté qu'en veil- leuse, par la dérivation 52 dont la soupape 53 s'ouvre sous l'action de la pression du gaz (fig.10).
Lorsquenla température descend suffisamment dans la chaudière, la masse 50 se solidifie de nouveau, le piston 46 reprend la position de la fig. II et le brûleur fonctionne en plain,jusqu'à ce que la fusion de la'ditemasse provoque la mise en veilleuse, la température limite assignée étant atteinte.
Le dispositif des fig. 14 et 15 est destiné à inter- rompre automatiquement l'accès du gaz au brûleur quand celui-ci vient às'éteindre accidentellement.
Il est interposé sur la conduite 12 d'amenée de gaz, avant le brûleur, et il se loge dans la cuvette 10 qui forme le fond de la chambre de combustion. Il comprend une capacité 27 divisée en deux compartiments par une cloison verticale 27a.
Cette capacité est ouverte à sa base où vient se visser une pe- tite cuvette 28 qui renferme une matière fusible (paraffine,. alliage de Woo&,de Darcet ou analogues).
L'un des compartiments de la capacité 27 est relié à l'afrivée de gaz, par la tubulure 27b, l'autre au brûleur par la tubulure 27c. La cloison 27a est percée d'un orifice susceptible de mettre en communication les deux compartiments de la capacité 27, au dessus du niveau de la matière fusible. A cet orifice
<Desc/Clms Page number 11>
s'adapte une soupape 29 qui s'ouvre de 27b vers 27c, Cette sou- pape est rappelée vers son siège par un ressort 30. Sa tige 29a, légèrement inclinée sur l'horiantale, sort à l'extérieur de la capacité 27 et se termine par un bouton poussoir.
Pour l'allumage, on appuie sur la tige de la soupape de by pass 30 qui vient bient8t rencontrer la masse fusible et qui y reste ancrée quand on cesse de l'actionner, Pour favoriser cet ancrage, on peut moleter ou strier le bord de la dite soupa- pe.
Lorsque la température s'élève suffisamment dans la
28 chambre de combustion, le contenu de la cuvetTE/FOND et le gaz peut passer en barbottant dans cette masse, sous la cloison 27a.
A ce moment, la soupape 30 cesse d'être arrêtée et se referme au- tomatiquement.
Si le brûleur vient à s'éteindre, la chambre de com- bustion se refroidit, le contenu de la cuvette 28 se solidifie et arrête le passage du gaz. ,
Pour régler la hauteur du niveau de la masse fusible, il suffit de visser ou de dévisser, suivant le besoin, la cuvette
28.
Il est bien évident que 'l'invention n'est pas stricte- ment limitée à ce qui est décrit et représenté, mais qu'elle peut donner lieu à des variantes.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.