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Chauffe-liquide avec dispositif adoucisseur d'eau.
Pour le fonctionnement sans perturbations des chauffe-liquide (chaudières, accumulateurs d'eau chaude, chauffe-eau à circulation et appareils analogues) dans les- quels l'eau est chauffée à température élevée (par exemple au-dessus de 60 C), il est nécessaire d'ajouter à l'eau à chauffer, notamment lorsque celle-ci a un degré,de dureté :.élevé, des agents chimiques (dits adoucisseurs) qui em- pêchent le dépôt d'incrustations sur les surfaces baignées d'eau du chauffe-eau, ou bien il faut de temps à autre dé- sincruster les chauffe-eau'au moyen d'un dissolvant spécial.
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On a déjà proposé, par exemple pour l'épuration de l'eau d'alimentation des chaudières, un grand nombre de dispositifs qui adoucissent l'eau d'alimentation préalablement à son entrée dans la chaudière. Il est également connu d'employer à cet effet, l'énergie de circulation de l'eau entrante dans des pompes à jet d'eau, tubes venturi ou dispositifs ana- logues en vue d'aspirer le produit adoucisseur à ajouter à l'eau. Dans ce domaine, on a aussi proposé de se servir des tubes venturi connus dans leur application aux chauffe-eau à circulation où ils produisent la différence de pression provoquant l'ouverture et la fermeture automatiques de la soupape à gaz, pour produire en même temps l'aspiration d'un désincrustant (par exemple de l'acide chlorhydrique) qu'on veut ajouter à l'eau, afin de redissoudre l'incrusta- tion dépo'sée dans le chauffe-eau.
L'invention concerne un tel dispositif adoucis- seur d'eau, qui convient notamment pour des chauffe-eau à circulation débitant au choix de l'eau bouillante, chaude ou tiède. Dans ces chauffe-eau à circulation, on fait cir- culer une quantité d'eau plus petite ou plus grande selon qu'on veut avoir une température de sortie plus élevée ou plus basse. On peut régler la quantité d'eau à l'aide du robinet de débit ou à l'aide d'un dispositif de réglage spécial.
Etant donné que l'effet d'aspiration d'une pompe à jet d'eau ou dispositif analogue, montée dans le trajet ,de l'eau en circulation, augmente et diminue avec le débit d'eau traversant le chauffe-eau, une faible quantité de pro- duit adoucisseur serait aspirée pendant le soutirage d'eau bouillante, tandis que pendant le soutirage d'eau tiède la quantité aspirée serait plus grande, si l'on raccordait sans interposition d'un régulateur spécial à la pompe à jet d'eau
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ou à un venturi la conduite d'aspiration de produit adoucisseur.
Or il est avantageux d'additionner l'eau d'une quantité de produit adoucisseur d'autant plus grande que le débit d'eau dans le chauffe-eau est faible, c'est-à-dire que la température de soutirage est élevée, étant donné en effet que la tendance de l'eau à former des incrustations est d'autant plus grande que la température à laquelle on porte l'eau est élevée.
En revanche, il ne faut aucune addition de produit adoucis- seur à l'eau quand on ne la chauffe qu'à environ 40 C. car la formation d'incrustations est alors totalement insigni- fiante. Tant qu'on ne soutire pas d'eau, la communication entre le chauffe-eau et le réservoir de produit adoucisseur doit être obturée, afin que l'eau sous pression contenue dans le chauffe-eau ne soit pas refoulée dans le réservoir.
En outre, il est utile d'aménager des organes qui obturent automatiquement la conduite allant au réservoir, quand la sortie d'eau du chauffe-eau est entièrement ou partiellement obstruée par exemple par des impuretés de l'eau ou par un dépôt d'incrustation, afin que la pression créée dans le chauffe-eau pendant le fonctionnement de celui-ci ne refoule pas l'eau dans le réservoir de produit adoucisseur.
Suivant l'invention, on produit un réglage, con- forme aux désidérata ci-dessus, de la quantité de produit adou- cisseur ajoutée à l'eau, en même temps qu'on assure le réservoir de produit adoucisseur contre l'infiltration d'eau, en mon- tant dans la conduite d'aspiration allant du dispositif d'aspi- ration au réservoir de produit adoucisseur une soupape régula- trice qui règle automatiquement l'admission de produit adoucis- seur en fonction du débit d'eau, savoir de manière que pour de faibles débits d'eau l'admission de produit adoucisseur augmenta tandis que pour de grands débits d'eau elle diminue.
De pré- férence, cette soupape régulatrice est actionnée par un organe de commande (diaphragme, piston ou organe analogue) qui est
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soumis à l'action de la pression régnant dans la conduite d'aspiration raccordée au dispositif d'aspiration (venturi, pompe à jet d'eau ou dispositif analogue). Toutefois, la soupape régulatrice peut aussi être commandée sous la dépen- dance de la température de l'eau chauffée, régnant en un certain endroit du chauffe-eau, ou bien elle peut être accouplée positivement au dispositif réglant le débit d'eau traversant le chauffe-eau.
La soupape régulatrice peut avoir la forme d'une soupape à double cône ou d'un piston-valve, qui dans sa position de repos, déterminée par la charge élastique de l'organe de commande, obture la section de passage pour le produit adoucisseur, mais qui s'ouvre com- plètement pendant le soutirage d'eau bouillante, tandis que lorsque le débit d'eau dans le chauffe-eau augmente, la soupape étrangle à nouveau la section de passage du produit adoucisseur pour l'obturer complètement.chaque fois que le débit d'eau dépasse un maximum déterminé et chaque fois que le soutirage d'eau cesse.
Afin de limiter exacte- ment les mouvements de réglage de l'organe de commande, déclenchés par l'effet d'aspiration variable du dispositif d'aspiration, on emploie suivant l'invention, pour charger l'organe de commande, plusieurs ressorts, bandés au même degré ou à des degrés différents, qui entrent en action les uns après les autres. Le régulateur peut aussi être agencé de manière que pour le soutirage d'eau "chaude" et d'eau "bouillante" il envoie la même quantité de produit adoucisseur par litre d'eau.
Les dessins annexés représentent plusieurs exemples d'exécution caractéristiques de l'invention.
Fig. 1 montre un chauffe-liquide chauffé au gaz, équipé d'un distributeur de gaz automatique à diaphragme,
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ainsi que d'un régulateur raccordé au venturi et actionné par la pression de la conduite d'aspiration, et d'un réservoir de produit adoucisseur.
Fig. 2 montre un autre exemple d'exécution d'un régulateur actionné par la pression de la conduite d'as- piration,
Fig. 3 montre une forme d'exécution où la soupape régulatrice montée dans la conduite d'aspiration de produit adoucisseur est reliée positivement au robinet de débit, tandisque
Fig. 4 montre un exemple d'exécution dans lequel la soupape régulatrice est actionnée par un thermostat sensible à la température de l'eau régnant en un endroit approprié du chauffe-eau.
Sur la fig.l, le chiffre de référence'10 désigne le récipient à eau en forme de serpentin et 11 désigne le brûleur à gaz du chauffe-eau. L'eau froide arrive au chauffe- eau par la conduite 12 et est soutirée par la conduite 13.
Le chiffre de référence 14 désigne le robinet de débit et 15 est un dispositif à l'aide duquel on peut régler la quantité d'eauparcourant le chauffe-eau dans l'unité de temps et, partaht, la température de débit voulue. L'eau froide parcourt un tube venturi 16. L'aspiration que le venturi provoque dans sa section la plus étranglée sert à actionner le distributeur à diaphragme 17 de la soupape à gaz 18. A la section la plus étroite du venturi 16 est raccordée, outre la conduite d'as- - piration-19 une conduite supplémentaire 20 qui va au régu- lateur 21 conforme à l'invention. La conduite 22 relie le régulateur au réservoir de produit adoucisseur 23.
Le régulateur 21 se compose d'un bottier ou boisseau 24 comportant un raccord pour la conduite20 allant
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au venturi et un raccord pour la conduite 22 allant au ré- servoir. Le boîtier 24 comprend deux compartiments 25, 26 séparés par un diaphragme 27 faisant office d'organe régu- lateur. Le compartiment 25 communique avec l'atmosphère par une ouverture 28, tandis que l'autre compartiment à dia- phragme 26 communique avec la conduite d'aspiration 20. Au diaphragme 27 est attachée une soupape à double cône 29, 30 qui commande les deux sièges de soupape 31, 32 constitués par le bottier. Dans le raccord pour la conduite 22 est encore montée une vis d'étranglement 33. Au repos, le ressort 34 chargeant la soupape appuie le cône 30 contre le siège 32.
Coaxialement au ressort 34 est encore monté un autre ressort 35 guidé sur une douille 36. Ce ressort n'entre en action qu'après une course déterminée du diaphragme 27.
Le régulateur fonctionne de la manière suivante : Pour soutirer de l'eau à une température strictement détermi- née, on règle d'abord le dispositif 15, par exemple pour le débit d'eau "bouillante". Puis on ouvre le robinet de débit 14. L'eau froide se rend par la conduite 12 et par le venturi 16 au chauffe-eau. L'aspiration produite par le venturi agit par l'intermédiaire de la conduite 19 sur le diaphragme 17.
Celui-ci se déplace de bas en haut et ouvre la soupape à gaz 18. Le gazsortant du brûleur 11 s'allume au contact de la flamme de veilleuse 11' brûlant constamment et chauffe l'eau parcourant le serpentin 10. De la même manière le venturi agit sur la conduite 20 en y créant une aspiration.
Le diaphragme 27 se déplace ainsi légèrement vers la droite à l'encontre du ressort 34,,et la soupape 30 reliée au dia- phragme, qui jusque là était serrée contre son siège, s'ouvre légèrement, de sorte que l'aspiration du venturi peut alors se propager à la conduite 22 et au réservoir 23. De cette
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façon, une quantité de produit adoucisseur déterminée par le degré d'ouverture de la soupape 30 est aspirée et ajou- tée de manière continue à l'eau se rendant au chauffe-eau.
Pour limiter exactement la levée de la soupape 30, il est prévu à l'intérieur du ressort de charge 34 un deuxième ressort de charge 35 guidé sur la douille 36. Quand le diaphragme 27 a exécuté la course requise pour le soutirage d'eau bouillante (par exemple une course de 1 à 2 mm., selon les dimensions de l'ensemble du régulateur), le siège de ressort discoïde 37 fixé sur la tige de guidage du diaphragme bute contre la douille 36. Etant donné que,lors d'un souti- rage d'eau bouillante l'aspiration du venturi ne suffit guère à comprimer outre le ressort 34 encore le ressort 35, la course d'ouverture du diaphragme se trouve limitée par le rencontre du siège de ressort discorde 37 avec la douille 36.
On supposera ensuite le dispositif 15 réglé pour le soutirage d'eau "chaude". Le chauffe-eau 10 et partant aussi, naturellement, le venturi 16 sont dans ces conditions parcourus par une plus grande quantité d'eau dans l'unité de temps. Par suite, le venturi exerce une plus forte aspi- ration sur la conduite 20 et le compartiment à diaphragme 26, de sorte que le ressort 35 lui-même se comprime d'une certaine quantité. De ce fait la soupape 30 s'éloigne certes encore davantage de son siège; toutefois, en même temps, la soupape 29 se rapproche de son siège 31. Les dimensions peuvent être choisies de manière que la section dégagée par le c6ne de soupape 29 pendant le soutirage d'eau chaude soit égale ou inférieure à la section que dégage le cône de sou- pape 30 lors du soutirage d'eau bouillante.
On peut aussi modifier à volonté les sections dégagées dans chaque cas
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considéré en employant par exemple des ressorts interchan- geables ou en rendant réglables les tensions des divers ressorts, ou encore en montant les cônes de soupape de ma- nière qu'on puisse les déplacer l'un par rapport à l'autre.
Pour limiter la course du diaphragme pendant le soutirage d'eau chaude, il peut encore être prévu une butée élastique supplémentaire.
Comme déjà mentionné, il est généralement avan- tageux de ne point ajouter de produit adoucisseur à l'eau tant que celle-ci n'est chauffée qu'à 40 à 50 C. Par suite, pour le soutirage d'eau "tiède", le régulateur doit obturer la section de passage de produit adoucisseur. Ceci s'opère évidemment de la même manière que le réglage opéré pendant le soutirage d'eau chaude et d'eau bouillante. Pendant le soutirage d'eau tiède, le chauffe-eau 10 et le venturi 16 sont parcourus par une quantité d'eau relativement importante.
Par suite, le venturi exerce une aspiration si énergique sur le diaphragme 27 que les ressorts se compriment jusqu'à ce que le cône de soupape 29 vienne appuyer sur son siège 31. Pour cette position, il n'y a pas d'aspiration de produit adoucisseur.
Lorsqu'on ferme le robinet de débit 14, la cir- culation d'eau dans le venturi cesse, le ressort 34 attire le diaphragme 27 de droite à gauche et le cône de soupape 30 ferme le siège de soupape 32. De cette façon, le réservoir 23 est mis à l'abri d'une infiltration d'eau de la conduite 12 où règne une pression d'eau.
Le régulateur conforme à-l'invention protège le réservoir 23 contre une infiltration d'eau même dans le cas où, le chauffe-eau 10 étant en service, il s'y produit néan-
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moins une pression trop élevée par suite d'une obstruction partielle ou complète de la sortie d'eau par des dépôts de saletés ou de calcaire. Cette pression peut se propager dans la conduite d'eau froide 12 et pourrait provoquer une infiltration d'eau dans la conduite 20. Toutefois, aussitôt que l'aspiration du venturi cesse, le ressort 34 ferme la soupape 30, 32. Lorsque la pression élevée du chauffe-eau se propage par la conduite 20 à la chambre à diaphragme 26, elle augmente même encore la pression de fermeture de la soupape, si bien que le réservoir est d'autant plus sûrement protégé contre une infiltration d'eau.
Dans l'exemple d'exécution du régulateur, repré- senté sur la fig.2, on emploie au lieu de la soupape à double cône 29, 30 montrée sur la fig.l un piston-valve 38 qui dans la position représentée obture la section de passage du pro- duit adoucisseur. Avec les dimensions choisies, les lumières 39, 40 sont masquées quand le diaphragme a effectué la course correspondant au soutirage d'eau bouillante. Le siège de ressort discoïde 37 vient encore buter contre la douille 36. Lors d'un déplacement ultérieur du diaphragme, correspondant à un soutirage d'eau chaude, le piston-valve 38 se déplace davan- tage vers la droite et étrangle ainsi la section de passage.
Pour limiter cette deuxième course d'ouverture du diaphragme, il est encore prévu dans cet exemple d'exécution un ressort supplémentaire 41 contre lequel le piston-valve vient buter dans une position voulue. Le ressort 41 est monté dans le couvercle 42 servant à la mise en place du piston-valve, et on peut régler sa position au moyen de ce couvercle vissé (chapeau taraudée Lors d'un débit d'eau plus intense dans le venturi,correspondant à un soutirage d'eau tiède, le piston- valve se déplace encore davantage vers la droite et réobture
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complètement la section de passage. Le déplacement du piston- valve vers la gauche est limité par une collerette 43 venant buter contre le boisseau.
Une vis d'étranglement 33, montée dans le raccord pour la conduite 22, entre la soupape régulatrice et le ré- ervoir 23, sert à régler le débit maximum de produit adou- cisseur. Le degré de réglage de la vis dépend des conditions locales, par exemple de la dureté de l'eau, de la longueur des conduites de communication 20 et 22, de la pression de l'eau, etc. De préférence, on monte en cet endroit d'étran- glement un filtre amovible.
Dans l'exemple d'exécution représenté sur la fig. 3, la soupape régulatrice est accouplée au robinet de débit 14' servant à régler le débit d'eau dans le chauffe- eau. De manière analogue à la soupape régulatrice représentée sur la fig.l, la soupape régulatrice du présent exemple se compose d'un boisseau ou boîtier 24 comportant un raccord pour la conduite 20 allant au venturi et un raccord pour la conduite 22 allant au réservoir 23, et d'un cône 44 qui com- mande le siège de soupape 45 constitué par le boisseau 24.
Dans la position d'ouverture totale du robinet de débit 14', représentée sur le dessin, dans laquelle la grande quantité d'eau parcourant le chauffe-eau est chauffée à environ 40 à 50 C., le cône 44 obture la section de passage de produit adoucisseur. Pour soutirer de l'eau "chaude", on déplace l'obturateur conique 46 du robinet de débit 14 de manière à le rapprocher davantage de son siège 47, c'est-à-dire qu'on étrangle le débit d'eau. En même temps, le cône 44 de la sou- pape régulatrice se sépare de son siège 45 par suite de sa liaison positive avec le robinet de débit, et libère une section'de passage déterminée pour le produit adoucisseur,
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de sorte que le venturi 16 peut alors aspirer une certaine quantité de produit.
Pour soutirer de l'eau "bouillant'e" on étrangle encore davantage la section de passage d'eau dans le chauffe-eau et on augmente ainsi positivement l'écartement entre le cône 44 et son siège, de sorte qu'une grande quanti- té de produit adoucisseur peut alors être aspirée. Pour que, dans la position fermée du robinet de débit 14', où en effet le cône 44 est le plus éloigné de son siège, il ne puisse se produire d'infiltration d'eau dans le réservoir 23, le cône de soupape 44 est attaché à un diaphragme 48 qui, lorsque l'effet du venturi 16 cesse,est pressé de bas en haut par la pression d'eau dans la conduite d'alimentation 12 ou dans le chauffe-eau 10 et qui appuie le cône 44 contre son siège.
Afin que ce mouvement du diaphragme puisse se produire in- dépendamment de la position du robinet de débit 14' les deux éléments, savoir le diaphragme 48 et le robinet de débit 14', sont reliés entre eux élastiquement par un, accouplement à ressort 49. Le diaphragme 48 peut ainsi se déplacer de bas en haut en 'comprimant le ressort 50, alors que le robinet de débit 14' est fermé. Cette disposition sert également à pro- téger le réservoir 23 quand une surpression se produit dans le chauffe-eau, avec le robinet de débit partiellement ou complètement ouvert, par exemple en raison d'une obstruction de la sortie d'eau. Une telle surpression se propage à la conduite d'aspiration 20 et presse le diaphragme de bas en haut jusqu'à ce que la soupape 44 se ferme en appuyant sur son siège.
Sur la fig. 4 est représenté un autre exemple d'e- xécution relatif à la disposition et à la conformation de la soupape régulatrice. En un endroit approprié du chauffe-eau 10 est monté un thermostat 51, influencé par la température
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de l'eau, qui actionne la soupape régulatrice 52 montée dans la conduite d'aspiration 20, 22. Plus élevée est la température d'écoulement voulue et réglable, plus élevée est la tempéra- ture de l'eau à l'endroit où est raccordé le thermostat 51.
Sur le dessin, le thermostat est représenté comme ayant la forme d'un soufflet qui se dilate sous l'influence de la chaleur de l'eau et qui soulève ainsi la soupape régulatrice 52 de son siège d'une quantité d'autant plus grande que l'eau est plus chaude. De cette façon, on envoie à l'eau circulant dans le chauffe-eau une quantité de produit adou- cisseur d'autant plus grande que la température à laquelle on porte l'eau est élevée. Pour empêcher l'eau de s'infiltrer dans le réservoir 23 il est prévu dans la conduite d'aspira- tion 20, 22 une soupape de retenue 53 qui se ferme automati- quement quand l'aspiration du venturi cesse ou qui se ferme positivement sous la pression de l'eau.
REVENDICATIONS ---------------------------
1.- Dispositif adoucisseur d'eau, notamment pour chauffe-eau à circulation dont le dispositif d'aspiration (tube venturi ou dispositif analogue) monté dans le tuyau d'arrivée d'eau sert à aspirer automatiquement le produit adoucisseur, caractérisé en ce que la conduite d'aspiration raccordée au dispositif d'aspiration et allant au réservoir de produit adoucisseur contient une soupape régulatrice qui règle automatiquement l'admission du produit adoucisseur en fonction du débit d'eau, savoir de manière que pour de faibles débits d'eau l'admission de produit adoucisseur augmente, tandis que pour de grands débits d'eau elle diminue.