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BREVET D'INVENTION "Système de chauffage à vapeur"
Cette invention concerne un système de chauffage à vapeur fonctionnant sous pression au début, et plus parti- culiérement un système de chauffage à vapeur congu pour remplir rapidement le radiateur de vapeur à une pression' casse déterminée à l'avance mais supérieure à la pression atmosphérique quand la soupape d'admission du radiateur est déjà ouverte, et ensuite pour maintenir le radiateur rempli 'de vapeur sensiblement à la pression atmosphérique jusqu'à ce que la soupape se ferme de nouveau.
La partie du système de chauffage telle qu'elle est représentée dans les fig. 1 à 8 inclus du présent expose-'-. est fondamentalement un système à volume de réserve conqu 'pour combattre victorieusement llinégalité de distribution
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de chaleur à la. surface d'un radiateur à vapeur d'un a,ppa- reil à conditionnement d'air dans lequel le radiateur est place sur le trajet d'un courant d'air et il est essentiel que toutes les parties du radiateur soient également chauffées à un instant quelconque afin d'assurer une égale distribution de chaleur à toutes les particules du courant d'air qui s'écoule au contact de ce radiateur.
Ce système est spécialement conçu pour être utilisé dans un système où des thermostats à action rapide ou "cycliques" sont utilisés, cI est à dire où on apporte artificiellement de la chaleur au thermostat de façon que les cycles d'ouverture et de fermeture de la soupape soient fréquents. liai raison du fait que, spécialement dans les wagons de chemins de fer, un fonctionnement très rapide du thermostat est nécesseire pour empêcher des oscillations vers le haut ou vers le bas dans les températures, les radiateurs eu bien des cas ne reçoivent pas assez vite de la vapeur au départ du cycle d'ouverture et seule une partie du radiateur est remplie de vapeur.
Ceci cause une stratification ou distribution non uniforme de l'air échauffe. Le principe de l'invention tel qu'il est exposé ci-dessus dans le cas d'un radiateur de plafond est également applicable aux radiateurs disposes prèe du plancher pour apporter directement de la chaleur à l'air se trouvant dans l'espace que l'on chauffe, comme il est se.posé dans les fige 9 à 15 inclus.
Avec ce nouveau système de chauffage d'un radiateur, de la vapeur est accumulée dans la. conduite d'alimentation raccordée au radiateur (laquelle conduite peut pour cette raison avoir une capacité agrandie) à une pression déterminée à lveance et en quantité déterminée à l'avance de façon à a surer un remplissage complet du radiateur par de la vapeur sèche à l'instant où. s'ouvre la soupape du radia-
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teur. Des que ce remplissage initial est terminé,le sys- tème peut revenir au fonctionnement du "système à vapeur" habituel commandé par la vapeur et le condensat retournant au régulateur de vapeur en revenant du radiateur.
Le principal caractère distinctif de ce nouveau système par rapport au système de chauffage à vapeur ordinaire est que le radiateur est immédiatement rempli de vapeur dès que la soupape d'admission de la vapeur est ouverte.
Cette invention a pour objet principa.l : d'offrir un nouveau système de chauffage à vapeur fonctionnant sous pression au début, du type brièvement décrit ci-dessus et exposé plus en détails dans les spécifications suivantes.
Un autre objet est d'offrir des moyens de maintenir et d'emmagasiner à une pression basse, mais supérieure à la pression atmosphérique, une quantité de va.peur suffisante pour remplir rapidement un radiateur quand la soupape'd'ad- mission est ouverte.
Un autre objet est d'offrir des moyens, coopérant avec les moyens d'emmagasiner de la vapeur, de garder le radiateur rempli de vapeur à la pression atmosphérique après que le radiateur a été initialement rempli et jusqu'à ce que la soupape soit de nouveau fermée.
Un autre objet est d'offrir des moyens perfectionnés de réduire automatiquement la pression de la vapeur fournie à un radiateur depuis une source à haute pression, desorte que cette vapeur soit' initialement introduite dans le radia- teur en volume suffisant et à une pression suffisante pour remplir rapidement le radiateur, et que l'admission de vapeut dans le radiateur soit ensuite complétée à basse pression et à une cadence suffisante pour maintenir le radiateur plein de vapeur.
Dautres objets et avantages de cette invention res- 'sortent davantage de la description détaillée suivante d'une
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combini8on dppa'0ils recommandés construits assembles conformément aux principes de cette invention.
Dans les dessins annexés :
La. fige 1 est une élévation schéma.tique d'une partie terminale d'un wagon de chemin de fer équipé de ce système de chauffage perfectionné.
La fig. 2 est un schéma de montage du mécanisme de commande thermostatique de la soupape d'admission du radia- teur.
La fige 3 est une coupe verticale centrale agrandie du régulateur de vapeur, cette vue étant prise sensiblement suivant la. ligne 3-3 de la fige 1.
La fig. 4 est une coupe verticale centrale agrandie de la soupape perfectionnée d'admission du radiateur..
La fig. 5 est une coupe verticale centrale du joint
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hydraulique situé , une ex-brcmite inférieure du raccord du tuyau d'alimentation, cette vue étant prise sensiblement suivant la ligne 5-5 de la fig. 6.
La, fig. 6 est une élévation d'une partie de la conduite d'alimentation ou d'emmagasinage.
La fige 7 est une coupe verticale agrandie de la soupape perfectionnée de limitation de pression.
La fig. $ est une coupe verticale transverse,le de cette soupape de limitation, la vue étant prise sensi-
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blement suivant la ligne 8-8 de 1'1 fié. 7. las, fi. 9 est une élévation scnéma tique montrant une partie d'un système de chauffage, composé de radiateurs de plancher alimente en vapeur conformément au principe de fonctionnement sous pression au début de cette invention.
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La fige 10 est une élév1:'...tiolJ. :'i6llitlf-1cle è. la fig. montras une variante du système dans laquelle on utilise des tuyaux d'alimentation et de retour plus courts.
La fig. 11 est un acnéma de montage de la commande de la soupape représentée fdg. 10.
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La fig. 12 est une coupe verticale transverse'de la soupape de limitation de pression.
La fig. 13 est une vue en coupe verticale transverse prise suivant la ligne 13-13 de la fig. 12.
La fig. 14 est une coupe verticale longitudinale d'un séparateur d'eau de condensation utilisée à l'extrémité du tuyau d'alimentation.
La fig. 15 est une vue perspective en coupe d'une va- riante de siège de soupape utilisée dans la soupape représentée fig. 14.
En se référant d'abord à l'en.semble général représente fig.l le système de chauffage perfectionné comprend la source principale de vapeur à haute pression A qui fournit de la vapeur au moyen de raccords de soupapes appropriés aménagés pour réduite la pression de la vapeur au régulateur principal B qui fournit de la vapeur au radiateur C par la soupape d'admission D commandée thermostatiquement et par les raccords de tuyauterie d'alimentation et d'emmagasinage représentée généralement en . La soupape d'admission D peut être commandée par le thermostat F.
Le régulateur de vapeur! est commandé par l'interrupteur de limitation de pression G quand la conduite d'emmagasinage E est remplie de vapeur, et est commandée par la vapeur et le condensat revenant du radiateur par la conduite principale de retour ! quand le système fonctionne comme un système à vapeur ordinaire. Tout le condensat est évacué' par le tuyau égouttoir indiqué en J.
La carcasse duwageon indiquée fig. 1 comprend le plancher 1, les parois extérieures 2, et les cloisons verticales 3 aménagées pour séparer les différents compartiments ou espaces 4. La conduite 5 s'étend sur toute la longueur 'de la partie supérieure du wagon, le radiateur de chauffage C étant monté dans cette conduite de même que le dispositif d'évacuation de chaleur! d'un système de refroidissement
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qui n'est pas autrement décrit dans cet exposé.
La souffle- rie indiquée en L, et également placée dans la conduite 5, aspire l'air par l'ouverture 6 d'admission d'air frais et l'ouverture 7 d'admission d'air revenant de l'espace (ces ouvertures d'admission étant commandées par des soupapes appropriées non représentées ici en détail) et refoule cet air par la conduite 5 en contact avec le régulateur de chauffage C (ou dans l'autre cas avec le système de refroi- dissement K), cet air étant déversé par les différentes ouvertures d'évacuation grillagées 8 dans les compartiments 4 du wagon.
Le thermostat F qui commande la soupape d'admisaion D du raditeur C est de préférence placé en quelque endroit convenable dans la conduite 5.
La source de vapeur/, comme il est représenté ici, est la conduite principale du train qui s'étend sur toute la longueur du train et est alimentée en va.peur depuis la locomotive;la vapeur dans cette conduite estnormalement à une pression plutôt âlevée par exemple 17,5 kg/cm2. Un tuyau d'alimentation dérivé 9, partant de la conduite du train A, débouche dans 11 ouverture principale d'admission du régulateur de vapeur P.
Dans ce tuyau 9 est place un robinet principal d'admission 10 qui est normalement ouvert, et un détendeur 11 prévu pour réduire sensiblement la pression de la vapeur amenée au régulateur B par exemple environ 1,4 kg/cm2
Le régulateur de vapeur E fonctionne d'une manière a.nalogue aux dénommés "régulateurs de vapeur" déjà. connus dans la, technique à ceci près que ce régulateur est avec préférence d'un fonctionnement bien plus sensible de sorte que la soupape principale de commande n'est pas ordinairement déplacée brutalement d'une position entièrement fermée une position entièrement ouverte mais peut être amenée à des,positions choisies et partiellement fermées de façon à modérer ou réduire l'écoulement de vapeur dans le régula-
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teur sans ouvrir ou fermer entièrement la soupape.
Pour les buts du présent exposé, ce régulateur peut être briève- ment décrit (en se référant aux fig. 1 et 3) comme comprenant un carter 12 fixé par une ailette convenable 13 et comportant une chambre d'admission 14 dans laquelle afflue par l'ouverture 15 la vapeur venant du tuyau d'alimentation 9. La vapeur passe de la chambre d'admission 14 à travers la crépine 16 et le conduit 17 dans la chambre d'évacuation 18 et de là par l'ouverture 19 dans la partie terminale d'admission du tuyau 20 (fig. 1) conduisant à la soupape de limitation de pression G.
La vapeur afflue également hors de la chambre d'évacuation 18 par une seconde ouverture semblable à 19 mais disposée dans la paroi opposée de la chambre et de là par le tuyau 21 dans les conduits raccordés E aboutissant à la soupape d'admission de radia- teur D. L'élément mobile de soupape 23 est guidé dans la cage 24 de façon à venir en contact et à coopérer avec le siège de soupape 25 situé à l'extrémité de sortie du conduit 17 pour couper l'écoulement de vapeur depuis la chambre d'admission 14 dans la chambre d'évacuation 18. Le ressort 26 entourant la tige de soupape 27 tend à déplacer la soupape 23 vers la position ouverte représentée dans la fig. 3.
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Un élément'thermostatique représenté généralement en 28 est contenu dans une chambre 29, ménagée dans un carter séparé 30 portant uri certain nombre d'ailettes extérieures rayonnantes 31 de fagon à accélérer la baisse de la température autour de l'élément thermostatique quand la vapeur n'est plus admise dans la chambre de thermostat 29. L'élé- ment thermostatique 28 comprend un diaphragme 32 à soufflet extérieur et contient une certaine quantité d'un fluide sensible à la chaleur de sorte que, quand l'élément thermos-
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¯tatiqùe est directement .exPosé â la chaleur, il s'étend en repoussant de ce.fait vers l'extérieur (vers la droite fig. 3) la tige 33 qui s'étend au travers d'un élément dé
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fermeture 34 et vient en contact à.
son extrémité extérieure avec le bras inférieur 35 d'un levier pivotant d'une manière réglable autour d'un de ses points intermédiaires en 36.
Le bras supérieur 37 de ce levier est aménage pour venir en contact avec la tige 38 et pousser vers l'intérieur (vers la gauche fig. 3) cette tige qui s'étend dans l'élément de fermeture 39 et est prévue pour venir en contact avec la tige de soupape 27 et déplacer la soupape 23 vers son
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siège malgré l'opposition du ressort 26.
Quand ce système Á -<J,;t"Zë;;'e de chauffage fonctionne commehe régulateur de vapeur get !,--1;;4e! Habituel, c'est à. dire après que le radiateur C a été rempli ec 2 p-u e eu y* /'7,L' de vapeur la vapeur en excès retourne en s'écoulant par la L conduite principale de retour # H et le-tuyau 40 dans l'ou- > verture d'admission 41 de la. chambre de thermostat 29; la. vapeur agissant sur l'élément thermostatique 28 pour l'o- bliger à, s'étendre et ainsi à fermer au moins partiellement la soupape 23.
Dans le présent système perfectionne la vapeur peut aussi affluer de la chambre 18 du régulateur de vapeur D par le tuyau 20 jusqu'à l'interrupteur G de limitation de pression et de là par le tuyau 42, le raccord en Y 43, et le tuyau 40 dans la, chambre thermostatioque 29, de façon à faire fonctionner le soufflet thermo statique
32. Dans les deux cas, tout le condensât arrivantdans la chambra thermostatique 29 s'évacue par l' ouverture opposée l'ouverture 41 et de là par le tuyau 44 dans le tuyau égouttoir J qu'il traverse et qui est de préférence protège par une coucne isolante extérieure 45.
La soupape perfectionnéede limitation de pression G (voir fig. 1,7 et 8) comprend un carter principal 46 comportant à. ses extrémités opposées et sur un côté trois ouvertures filetées utilisables au choix, 47, 48 et 49 toutes aboutissant à la chambre de vapeur 50 ou en dé- bouchant, cette chambre étant séparée par le, cloison inté- , rieure 51 de la chambre supérieure d'évacuation de vapeur 52.
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Dans l'exemple ici représenté le tuyau 20 est vissé dans l'ouverture 48. Les deux autres ouvertures 47 et' 49 sont fermées par des bonbons filetés appropriés 53. Dans un autre cas cette soupape de limitation de pression pourrait être placée au milieu-de la longueur sans gêner le libre écoulement de la vapeur par ce tuyau ; ce cas les deux parties du tuyau seraient raccordées aux deux ouvertures opposées 47 et 48. Le tuyau 42 mne de l'ouverture d'évacua- tion 54 de la chambre de vapeur supérieure 62 (fig. 8) vers le bas par le raccord en Y 43 dans le régulateur B (fig. 1), comme on l'a déjà décrit.
Une cage 5(est Vissée à son .extrémité inférieure 56 dans un conduit vertical ménagé dans la cloison 51, cette cage comportant un conduit central 57 partiellement ferme à son extrémité inférieure par la crépine perdorée 58 et formant à son extrémité supérieure le siège de soupape 59.
Des conduits ouverts 60, ménagés dans les faces de la cage 55, permettent à la vapeur de s'écouler epuis le pas- sage 57 dans la chambre supérieure de vapeur 52 et de là à l'extérieur par le tuyau 42. La. soupape 61, qui coopère avec le siège de soupape 59, est portée par la tige de soupape 62 coulissant à travers le manchon guide 63 monté l'extrémité supérieure de la cage 55.
L'extrémité supérieure du carter de soupape 46 est fermée par le carter 64 de solénoïde serré en place par les boulons 65 contre le joint interposé 66. Le carter
64 contient l'en.roulement solénoide 67 entourant le tube guide 68 maintenu en place à son extrémité inférieure par l'écrou 69 vissé sur/la partie terminale du cqrter 64.
L'extrémité supérieure 'de la tige de soupape 62 est fixée dans le noyau 70 de solénoïde qui coulisse dans le tube guide 68 et est soulevée pour ouvrir la soupape malgré la réaction du ressort 71 quand le solénoïde est excité.
Le ressort 71 est serré entre l'écrou 69 et la collerette
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s'étendant vers l'extérieur 72 portée par 1'extrémité inférieure du noyau 70. Les fils de circuit 73 et 74 s'étendant depuis les extrémités respectives de l'enrou- lement 67 sortent par le conduit 75 jusque dans un prolongement latéral 76 du carter 64 et sont connectés avec .L'élé- ment électrique terminal 77 comportant des fiches mâles 78 et 79 s'étendant vers le bas à partir de cet élément.
Le bouchon électrique extérieur 80 comporte des fiches femelles destinées à recevoir les fiches mâles 78 et 79 et est maintenu en place dans le prolongement 76 du carter au moyen du 'bouchon fileté amovible 31.
La force du ressort 71 est choisie ou réglée de telle manière que la soupape 61 est maintenue sur son siège 59 jusqu'à ce qu'une pression de vapeur déterminée à l'avance, par exemple 0,7 kg/cm2, soit atlante dans la chamore inférieure de vapeur 50, cette pression étant égale à la pression régnant dans la chambre d'évacuation 18 ds régulateur de vapeur. césure que la pression de vapeur s'élèveaudessus de cette pression déterminée à l'avance, la soupape 61 se soulève de son siège malgré l'opposition du ressort 71 de façon à.
admettre de la vapeur dans la chambre supérieure 52 d'ou cette va,peur s'écoule par les tuyaux 42, 43 et 40 dans la chambre de thermostat du régulateur D. Le ressort 71 est de préférence d'un tel type que la réaction qu'il exerce augmente rapidement à mesure que le ressort est comprimé, par conséquent la soupape 61 est seulement soulevée légèrement de son siège de façon à permettre seulement un écoulement restreint de vapeur par le conduit décrit ci-dessous dans la chambre de thermostat du régulateur. En conséquence, le soufflet thermostatique ne s'étend que légèrement de fagon à fermer seulement partiellement la soupape 23 et à diminuer l'écoulement de vapeur dans la chambre 18.
Les parties prennent rapidement une position équilibrée dans laquelle la soupape 23 est seulement ouverte dans une mesure suffisante pour admettre assede vapeur pour
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maintenir la pression de vapeur désirée dans la chambre d'évacuation 18 du régulateur et aussi naturellement dans les conduits raccordés qui y aboutissent, y compris le conduite d'alimentation et d'emmagasinage E, décrite dans ce qui suit.
On voit maintenant qu'aussi longtemps qu'il n'y a pas de vapeur revenant du radiateur par la conduite'principale de retour H pour commander-le régulateur B, et aussi longtemps que le solénoide 67 reste désexcité, la soupape 23 du régulateur B reste ouverte, admettant de la vapeur dans la chambre 18 du régulateur et dans les tuyaux d'alimentation 20 et 21 alimentés par cette chambre jusqu'à ce que la pression dans ces tuyaux s'élève jusqu'à la pression déterminée à l'avance, par exemple 0,7 kg/cm2, après quoi la soupape G de limitation de pression fonctionne automatiquement pour permettre un écoulement limité devapeur dans le thermostat du régulateur B et réduit ainsi le débit de vapeur de façon à limiter cette basse pression déterminée à lance,
la pression dans la chambre.18 et dans les tuyaux alimentés à partir de celle-ci. Quand il se produit une alimentation non limitée de vapeur par le tuyau 21, la conduite d'alimentation E et la soupape D comme il est expliqué ci-\ après, cette pression d'alimentation ne s'élève jamais jusqu'à 0,7 de sorte que le circuit shunt d'écoulement de vapeur ) travers la soupape de limitation G est toujours obturé et le régulateur B est entièrement commandé par des fluides revenant du régulateur par la conduite principale de retour H. Si kg/cm2 quelque moment le solénoide 67 est excité (comme il est décrit ci-,après), le noyau 70 est soulevé vers.le haut et la soupape 61 est continuellement ouverte.
Dans' ce cas, il y a uri écoulement continu et peu important de vapeur dans ce circuit shunt de façon à maintenir le régulsteur B sensiblement fermé et le système de chauffage est peu près en état de non fonctionnement.
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La soupape d'admission de radiateur perfectionnée D est maintenant décrite en se référant plus particulièrement aux fig. 1 et 4. Le carter principal 82 de cette soupape contient une chambre d'admission 83 fermée à son extrémité inférieure par un bouchon à vis 84 et munie d'une ouverture d'admission latérale 85 dans laquelle est raccordée l'extrémité de sortie de la conduite d'amenée d'alimentation E. Un conduit 86 mène depuis la chambre 83 dans la chambre d'évacuation 87, l'élément mobile de soupape 88 coopérant avec le siège de soupape 89 situé à l'extrémité de sortie du conduit 86 pour interrompre l'écoulement de vapeur tra- versant la soupape.
Le tuyau d'évacuation 89 menant au radiateur C (fig. 1) se raccorde dans l'ouverture d'évacuation 90 ménagée dans une face de la chambre d'évacuation 87. L'extrémité supérieure de la chambre 87 est fermée par le carter 91 de solénoïde serré en place contre le joint 92 par le boulon 93. L'enroulement solénoïde 94 est monté dans le carter 91 et les fils de circuit 95 et 96 aboutissant eux extrémités respectives de cet enroulement s'étendant su tr@vers de conduits adéquats dans le prolongement 97 du carter, la disposition générale étant sensiblement la même que celle qui été décrite à propos de l'interrup- tour de limitation de pression de la fig. 7.
La soupape 88 est portée par l'extrémité inférieure de la tige de soupape 98 dont l'extrémité supérieure 99 est fixée dans la partie inférieure du noyau 100 qui est attiré vers le haut dans le solémoiie à travers le tube guide 101 quand l'enroulement solénoïde 94 est excité. Le rassort comprimé 103 maintenu entre le manchon fileté 103 situé à l'extrémité inférieure de l'ensemble de solénoide et la collerette 104 portée par l'extrémité inférieure du noyau 100 sgit pour fermer la soupape 88 en la pressant contre #=on siège 88 quand le solénoide est désexcité.
Alors que cette soupape estnormalement commandée par le ressort et par le solénoïde comme
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on vient de le décr.ire, la soupape peut également être com- mandée manuellement par un dispositif comprenant le disque
105 monté à l'intérieur de la chambre 87 sur l'arbre 106 portant à l'extérieur du carter de soupape une poignée 107 (fig. 1).
Le disque 105 comporte un secteur entaillé 108 dans lequel s'engage la collerette 109 portée par l'extré- mité inférieure de 11 ensemble noy au. Le disque 105 porte du côté opposé au secteur entaillé 108 trois entailles. ou échancrures 110, 111 et 112 dans l'une desquelles pénètre le poussoir de verrouillage 113, coulissant dans le coussinet guide 114 et poussé vers l'intérieur de la chambre par le ressort 115 contrebuté par le bouchon fileté 116 qui le contient. Quand le disque 105 occupe la position centrale représentée fig., 4, l'ensemble de soupape fonctionne sous l'action du ressort et du solénolde, la collerette 109 allant et venant librement à l'intérieur du secteur entaillé 108.
Si le disque 105 est tourné à l'a main dans la direction dextrogyre (fig. 4) jusqu'à ce que le poussoir de verrouillage 113 soit tombé dans l'échancrure 112, l'épaulement 117 situé à une des extrémités du secteur entaillé 108 vient en contact avec la collerette 109 et soulève l'ensemble noyau et soupape de façon à ouvrir la soupape malgré la résistance du ressort 102 et à verrouiller les différentes parties dans cette position. D'un autre côté, si le disque 105 est tourné dans la direction sinistrogyre, l'épaulement 118 situé à l'autre extrémité du secteur entaillé 108 vient en contact avec la collerette 109 et verrouille la soupape dans la position fermée.
On se rapporte maintenant à la fig. 2 qui montre sous forme d'un schéma de montage un appareillage électrique approprié de comrnande thermostatique de la soupape D. Le thermostat F du type "cyclique", c'est à dire qu'il est muni d'une source auxiliaire de chaleur 119 qui'est excitée à certains momentsde fagon à refermer rapidement le contact
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du thermostat après que celui-ci a été ouvert par une chute de la température de l'espace environnant le thermostat,.
ce sur quoi l'enroulement du chauffage auxiliaire 119 est immédiatement désexcité de façon à permettre .au contact de thermostat de s'ouvrir de nouveau. Le thermostit à tube de mercure comprend une colonne de mercure 120 quit est constam- ment en contact avec un contactinférieur fixe 131 et qui vient en contact avec un contact supérieur 122 à une cer- taine températureplus élevée déterminée à l'avance.
L'enroulement de relais 133 est normalement excité par le circuit suivant : depuis le conducteur principal d'énergie 124 par le fil 125, la résistance 126, le contact terminal de relais 127, l'enroulement de relais 138, le contect terminal de relais 128, la résistance 139, et le fil 139 jusqu'à l'autre conducteur principal d'énergie 131.
Quand l'enroulementde relais 123 est ainsi excité, il attire vers le haut le noyau 132 de façon à fermer les deux interrupteurs 133 et 134. La fermeture de l'interrupteur 133 agit pour ouvrir la soupape 12. en excitant l'enroulement solénoide 94 au moyen du circuit suivant : depuis le conducteur principal d'énergie 124 par les filas 125 et 135, l'interrupteur 132,le fil 95, l'enroulement 94 et le fil 96 jusqu'à l'autre conducteur principal d'énergie 131.
Ceci attire le noyau 100 et ouvre la soupape 88 malgré l'opposition du ressort 102. Etant donné que la vapeur est maintenant admise dans le radiateur C, l'air refoulé dans le conduit 5 par la soufflerie est échauffe et le thermostat F répond finalement en élevant la colonne de mercure 12C jusqu'à l'amener en contact avec le contact fixe supérieur 122.
Néanmoins ce fonctionnement du thermostat est accéléré parce que l'enroulement de cnauffage auxiliaire 119 est excité, en même temps que s'ouvre la soupape 88, au ,moyen du circuit suivant : depuis le conducteur principal
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124 par le fil 136, l'enroulement chauffant 119, le fil 137; la résistance 138, le fil 139, l'interrupteur 134, et le fil 140 jusqu'à l'autre conducteur principal d'éner- gie 131.
La chaleur auxiliaire fournie par l'enroulement
119 oblige la colonne de mereure 120 à s'élever rapidement et à venir en contact avec le contact supérieur de thermostat 122.fermant ainsi un circuit désexcitant le relais comme suit : depuis un contact terminal de relais 127 par le fil 141, le contact de thermostat 121, la colonne de mercure 120, le contact de thermostat 122 et le fil 142 jusqu'à l'autre contact terminal de relais 128. Etant donné que le relais est maintenant déeexcité le noyau 132 et le contact d'interrupteur porte par celui-ci retombe dans la position figurée fi. 2, ouvrant ainsi les interrupteurs 133 et 134 .
L'ouverture de l'interrupteur 133 désexcite le solénoïde 94 et permet au ressort 102 de fermer la soupape 88 interrompant ainsi tout écoulement de vapeur dans le radiateur C.
Au même moment, l'ouverture de l'interrupteur 134 désexcite l'enroulement chauffant 119 de façon que la température de l'air contenu dans le conduit 5 (que l'on suppose ne pas être encore suffisamment échauffé) oblige la colonne de mercure 120 à baisser ouvrant ainsi le circuit shunt et permettant au relais qui se trouve alors excité de fermer de nouveau les interrupteurs 133 et 134. Ce fonctionnement cyclique se répète jusqu'à ce que la température désirée soit atteinte dans le courant d'air, le radiateur Ç étant rempli d'une manière répétée .par des bouffées de vapeur mais le radiateur étant rempli à des intervalles moins fréquents à mesure que l'on s'approche de la température désirée.
Le fonctionnement impeccable d'un tel système dechauf- fag'e nécessite un remplissage rapide du radiateur Ç quand la soupape D est ouverte, étant donné que la soupape ne resté ouverte que pendant un court espace de temps,. Pour
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effectuer ce remplissage rapide du radiateur, on prévoit l'utilisation coopérante de la soupape de limitation de pression G et d'une conduite d'admission E à grande capacité.
Etant donné que le régulateur de vapeur est habituellement placé en dessous du wagon alors que le radiateur C' est placé dans la conduite de plafond 5, la tuyauterie E est habituellement d'une'capacité considérable, mais cette capacité peut être augmentée en interposant un réservoir 143 quelque part sur le trajet de la conduite E, La vapeur s'écoule de la chambre d'admission 18 de régulateur de vapeur B par le tuyau 21, Le jodnt hydraulique n dont le fonctionnement est décrit dans ce qui suit) et les différentes parties de la conduite d'alimentation E comprenant le réservoir 143 jusqu'à la soupape d'acunission D.
De préférence, toutes les parties de la conduite d'alimentation E sont isolées d'une manière convenable de façon qu'il y ait peu de condensation et peu de perte de vapeur provenant de cette partie du système. Si l'on suppose maintenant que la soupape ± est fermée et qu'il n'y ait pas d'autre retour de apeur revenant du radiateur par la conduite principale de retour H, la soupape 23 du régulateur s'ouvre de façon à. admettre de la vapeur venant de la souree A dans la. chambre d'alimentation 18 et de là par le tuyau 21 et le joint hydraulique M dans la conduite d'alimentation E. La vapeur s'écoule simultanément par le tuya.u 20 dans la chambre d'admission 50 de la soupape G de limitation de pression.
Cet écoulement de vapeur continue jusqu'à, ce que la conduite d'alimentaton E ait été complètement remplie de vapeur à une pression de vapeur déterminée à l'xance, par exemple 0,7 kg/cm2. Quand cette pression déterminée à l'avance est atteinte, la soupape G de limitation de pression s'ouvre de façon à, permettre un écoulement limité de vapeur revenant par le tuyau 42 à la chambre de thermostat 29 du régulateur, ce sur quoi le thermostat 28 fonctionne
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pour fermer partiellement la soupape 23. Après cela, il y a un écoulement de vapeur dans la conduite d'emmagasinage qui suffit juste pour maintenir cet ensemble de conduites rempli de vapeur à la presaion désirée.
A l'instant où la soupape D est ouverte par le système "cyclique" décrit ci-dessus, la vapeur accumulée dans l'en- semble de conduites E à la pression adéquate dont il a éé question plus haut' afflue rapidement dans le radiateur C qu'elle remplit. Naturellement, la pression dans l'ensemble de conduites d'alimentation tombe des que ce volume de vapeur emmagasiné s'est écoulé dans le radiateur, la soupape G se ferme complètement de façon à interrompre tout écoule- ment de vapeur depuis cette soupape de commande dans la chambre de thermostat du régulateur B.
En conséquence, la soupape 23 du régulateur reste complètement ouverte pour permettre un écoulement additionnel de vapeur dans la conduite d'alimentation E, mais des que le radiateur C a été rempli de vapeur et que de la vapeur est revenue par le . tuyau! jusqu'à la chambre de thermostat du régulateur, la soupape! du régulateur D se ferme partiellement et ensuite, @ le système fonctionne sensiblement à la pression atmosphé- rique comme dans le système de chauffage par la vapeur habi- tuel.
Des que la soupape D s'est fermée de nouveau, sous l'action du thermostat cyclique F, l'écoulement de la vapeur en excès par la conduite de retour H cesse et la soupape 23 du régulateur reste ouverte jusqu'à ce que l'ensemble de conduites B soit de nouveau rempli de vapeur à la pres- sion déterminée à l'avance de 0,7 kg/cm2 après quoi l'in- terrupteur de limitation G fonctionne de nouveau pour permettre à une quantité.suffisante de vapeur de retourner en s'écoulant jusqu'à la chambre de thermostat du régulateur B pour fermer la soupape principale d'admission 23. Le cy- cle d'opérations décrit ci-dessus se répète alors.
On note qu'il y a toujours assez de vapeur emmasinée dans le sys-
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terne de conduite E pour remplir instantanément le radiateur
C quand la soupape est ouverte.
In se reportant maintenant encore une fois à la fig. 2, on a représenté en M un interrupteur principal de commande comprenant un levier 144 pouvant être déplacé pour orguper trois positions différentes . dans l'une de ces positions c'est le système de chauffage qui fonctionne, dans l'autre le système de refroidissement et dans la troisième position, intermédiaire, portant l'indication "coupé" la soufflerie ne fonctionne que pour la ventilation. On comprend que cet interrupteur est considérablement simplifié dans la présente illustration et comprend habituellement des con- tacts additionnels pour permettre différentes intensités de chauffage ou de refroidissement.
Quand le contact 144 est dans la position centrale "coupé" représentée fig. 2, un circuit excitant le solénoide de l'interrupteur de limi- tation de pression G est fermé comme suit : depuis le con- ducteur principal 124 par le fil 73, l'enroulement solénoïde 67 de l'interrupteur G, le fil 74, le contact de refroidis- sement 145 de l'interrupteur N, le fil 146, le contact "coupé" 147, le contnet d'interrupteur mobile 144, et le fil 148 jusqu'à l'autre conducteur principal d'énergie 131. Il est évident que le .même circuit est fermé quand le contact mobile 144 est déplacé pour venir en contact avec le contact de refroidissement 145.
Dans les deux cas, le solénoïde 67 de l'interrupteur G est excité de façon à maintenir la. soupape 61 continuellement ouverte et la vapeur s'écoule par le circuit shunt depuis le régulateur B à travers la soupape G en revenant à la chambre de thermostat du régulateur D, et la soupa.pe 23 du régulateur est main- tenue fermée sauf en ce qu'il coule par cette tuyauterie;) shunt juste assez de vapeur pour maintenir le thermostat 28 en état d'extension. A ce moment, il ne peut y avoir d'écou- lement de vapeur dans le système de chauffage comprenant
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la conduite! d'alimentation et d'emmagasinage, le radiateur
C et la conduite de retour principale H.
On note que quand le contact mobile 144 de la soupape L est déplacé et vient en contact avec le contact de chauffage 149, le circuit que l'on vient de décrire qui excite le solénoide de la soupape G ne peut être fermé et le soupape D fonctionne entièrement sous la commande du ressort 71 comme on l'a dédirt initialement.
En se référant maintenant aux fig. 1, 5 et 6, le joint hydraulique M comprend un carter principal 150 enfermant une chambre de vapeur 151 munie d'ouvertures alignées 152 et 153 ménagées dans ses faces opposées et dans lesquelles sont respectivement raccordés l'extrémité de sortie de la conduite d'alimentation 21 venant du régulateur B, et un bouchon d'obturation 154. Une partie centrale déprimée 155' du carter 150, fermée à sa partie inférieure par le bouchon amovible 156,sert à contenir une petite quantité accumulée de condensai 157.
Une cloison de forme concave 158 s'ouvre à sa partie inférieure 159 en dessous du niveau du liquide 157 et s'étend vers le bas à partir de la partie supérieure du carter 150 à l'intérieur de la chambre de vapeur 151, cette cloison limitant une chambre d'évacuation centrale 160 munie d'une ouverture supérieure d'évacuation 161 dans laquelle est fixée l'extrémité inférieure de la conduite E. Un petit orifice 162 destiné à empêcher le vide de s'établir est ménagé dans une paroi latérale de la cloison 158 au-dessus du niveau de la surface supérieure du liquide et fait communiquer les chambres de vapeur intérieure et extérieure 151 et 160.
La fonction de ce joint hydraulique M est d'empêcher un chauffage inopportun et le maintien de vapeur dans la conduite E quand la soupape D est fermée pendant une durée considérable, par exemple quand le système de chauffage n'est pas en fonctionnement. Quand le système de chauffage fonctionne, c'est à dire quand la soupape D
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est ouverte et fermée à intervalles fréquents par le ther- mostat cyclique F, alors le joint nydraulique M n'a pas d'effet sensible sur l'écoulement de vapeur tel quéon l'c décrit d'abord dans ce qui précède.
Néanmoins, si la soupape
D reste fermée, la. vapeur contenue dans la conduite E se condense finalement et l'eau se trouvant dans le jodnt hydraulique augmentée du condensât produit dans la conduite
E est aspirée pour former une colonne d'eau dans la partie inférieure de la conduite E. La, petite quantité additionnelle de vapeur s'écoulant par l'ouverture 162 est immédiatement condensée dans cette colonne d'eau. Quand le wagon n'est pas en service et qu'il n'y a plus de vapeur fournie par la Source l'orifice 162 agit en s'opposant à la formation de vide et permet au condensât enfermé de 8' écouler de la conduite E, évitant ainsi la congélation dans la partie exposée de la, tuyauterie..
On comprend maintenant que ce système de chauffage perfectionne fonctionne d'une manière fort analogue à un système ordinaire de chauffage par la spoeur une fois que le radiateur C a déjà été rempli de vapeur. Le principal perfcctionnement réside dans l'addition de moyens permettant c'emmsgasiner une quantité suffisante de vapeur à pression suffisante pour remplir presque instantanément de vapeur le radiateur, une fois que la soupape d'admission du ra- diateur est ouverte.
Après cela, le .-système fonctionne comme un système à vapeur jusqu'àce que la soupape d'admission se ferme de nouveau Dans un système cyclique du type exposé ici, il est essentiel que le radiateur soit complètement rempli de vapeur au.-.si vite que possible de façon à éviter la stratification ou l'échauffement inégal du courant d'eir s'écoulant su contact du radiateur, et il est également nécessaire de remplir rapidement le radiateur, étant donné que la période "ouverte" ne dure qu'un temps court.
Ci est à dire que la soupape d'admission est
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ouverte et fermée à intervalles fréquents de sorte que l'écoulement de vapeur ne persiste pas continuellement pen- dant un grand espace de temps et que seules des "bouffées" de vapeur sont admises dans le radiateur. Il est essentiel que chacune de ces bouffées ait un volume suffisant et une pression suffisante pour remplir sensiblement le radiateur. Par la suite, l'écoulement de va,peur n'a. pas besoin d'être aussi rapide et peut avoir lieu à pression considérablement moindre, afin de remplacer la vapeur au fur et à mesure qu'elle se condense.
Bien des systèmes de conditionnement d'air dans les wagons de chemin de fer, actuellement en usage, emploient un thermostat placé dans la conduite d'amenée d'air et prévu pour arrêter le ventilateur de la soufflerie quand la température tombe en dessous d'environ 15,5 C, en supposant que ce phénomène ne se produit que lorsque le wagon ni.est pas en service. Parfois néammoins, en raison de la lente cadence d'alimentation en vapeur du radiateur, ce thermostat fonctionne pour arrêter le ventilateur de la soufflerie, même quand le wagon est encore en service et que'le système de chauffage est supposé fonctionner.
Cet arrêt intempestif du ventilateur de soufflerie a même encore plus tendance à se produire si l'on utilise un système "cyclique" qui nécessite de fréquents remplissages du radiateur. Le présent 'système perfectionne, qui agit pour remplir presque instantanément le radiateur des que la soupape d'admission est ouverte, évite effectivement cette défaillance du ventilateur de soufflerie.
En bref, ce nouveau système de chauffage commence à fonctionner comme un système à pression et ensuite'une fois que la pression a disparu fonctionne comme un système à vapeur ordinaire. Le système est ainsi muni d'un radiateur à remplissage rapide qui fonctionne effectivement en liaison avec un thermostat a. action rapide de façon à garantir
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que le radiateur est complètement rempli à tout moment où cette condition est désirée.
En se référant d'abord à l'ensemble général représentéfig. 9, le système de chauffage perfectionné comprend en général la source principale de vapeur à haute pression A qui fournit de la, vapeur au moyen de raccords appropries pourvus de soupapes comprenant le régulateur principal de
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vapeur B' au tuyau d'alimentation de vapeur E' â, partir duquel la vapeur est fournie séparément à. chacun des divers systèmes rayonnants. Un dispositif retardateur de vapeur ou soupape d'arrêt 0 placé à l'extrémité du tuyau d'alimen- tation E' coopère avec la soupape de limitation de pression P pour commander le régulateur de vapeur B' et maintenir la conduite d'alimentation E' remplie de vapeur à une
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pression basse déterminée â.
Htpance mai8 supérieure à la pression atmosphérique. Chaque ràie.teur est alimenté en vapeur par une soupape d'admission D' commandée électriquement et semblable à la soupape B' de fig. 1, la vapeur s'écoulant du tuyau d'alimentation E' par un tuyau d'alimentation dérivé ou raccord ascendant comprenant le
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joint hydraulique g dont la fonction et le fonctionnement ont été décrits en se s reportant aux fige 1 et C
Le condensat venant du radiateur s'évacue par un branchement de retour comprenant le séparateur de condensât R dans la conduits principale de retour E' de laquelle 1'
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eau l'évqcue dans l'atmosphère par le tuyu égouttoir Il.
Le condan2at provenant de la vapeur utilisée pour la COil1:;"Qnc1e lu régulateur de vapeur B s' écoule aussi par ce t''Y'3,U égouttoir J'' . Le séparateur de condensât 0 non seu- 1emai:, retient la Vrlp>:..J.r dans le t.v1>-a.1 'l' '11iment--::t ion E' de façon â aider â maintenir dans ce tuyau la pression désir4.r, mais igit aussi comme arrêt pour permettre l'ë- vacuation du condensat formé dans cetuyau d'alimentation
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E', et permet aussi un écoulement limité de vapeur et aussi de ce condensat dans le tuyau de retour H', cet écoulement limité de vapeur servant à maintenir le tuyau de retour et le tuyau égouttoir J' à une température suffisamment élevée pour empêcher la congélation de liquide dans ces tuyauteries exposées.
Le plancher du wagon est indiqué en 1',.les espaces dans le wagon étant divisés par des parois verticales ou cloisons 2' en compartiments séparas dont chacun contient un des radiateurs qui le chauffe. Un thermostat S placé dans ce compartiment et répondant aux variations de la température qui y règne sert à commander la soupape d'admission D' au moyen des connexions électriques appropriées.
La source de vapeur A, comme il est représenté ici, est la conduite principale du train qui s'étend sur toute la longueur du train et est alimentée en vapeur venant de la locomotive. La vapeur dans ce tuyau est normalement à pression plutôt élevée par exemple 17,5 kg/cm . Un tuyau dérivé d'alimentation 9 mené depuis la conduite du train A jusqu'à l'ouverture principale d'admission du régulateur de vapeur D'. Dans ce tuyau 9' est placé un robinet principal d'admission 10' qui est normalement ouvert et un détendeur 11' permettant de réduire sensiblement la pression de la vapeur fournie au régulateur B, par exemple à environ 1,4 kg/cm2.
Pour que ce régulateur 1 fonctionne de la manière la plus profitable, il est souhaitable de ne pas lui fournir de vapeur à une pression trop élevée et c'est pour cette raison que le détendeur 11' est interposé entre la soupape principale de vapeur et le régulateur.
Le régulateur de vapeur B' est sensiblement du type exposé fig. 3 et fonctionne de la même manière pour admettre de la vapeur sous pression réduite dans la partie terminale d'admission du tuyau d'alimentation E' à partir duquel les
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radiateurs sont alimentés. La vapeur coule aussi à partir
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de la chambre d'évacuation en empr-untant le tuyau 201 (fi6. 9) dq:lS la soupape de limitation de pression E, décri- te ci-après, L'élément Mobile de soupape du. régulateur de
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vapeur :'u'lctionl1e pour interrompre l'écoulement de vapeur de 1< chambre d'admission dan.-j la Cl1'l:'Jbre d'évacuation de ce régulateur.
Jans le régulateur de vapeur habituel cornue on l'utilise dans un système de chauffage à vapeur ordinaire, une
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fois que le ayaterae rayonnant 8. été rempli de vapeur, la vapeur en excès retourne en .3'écoulant par un tuyau de retour j¯.jns la, chambre abritant l'élément tÜerl1lostA.tique et ferme de ce fait 1 ,uupaI.)2 de façon Àw interrompre toute 3utre admission de vapeur dufis le système rayonnant.
Dins le présent sy stérile perfectionné, la vapeur et les autres fluides revenant du système rayonnant ou des systèmes rayon-
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118.l1ts ne s'écoule V1S lors de son retour dans la chambre therl:tost8.tique de ce régulateur mais sont utilisée séparé- ment comme on le décrit ci-après.. Dans le présent système perfectionné, les extrémités de sortie du tuyau d'alimen-
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tation E' et, 1es différence appareilj-i.gea individuels rayonnante ne sont pas ouverts directement à 1'atmosphère mais au contraire l'écoulement de vapeur vers l'extérieur est sensiblement empêché respectivement par les soupapes
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d'arrêt 0 et R. :
î!n conséquence, a mesure que davaiitage de vapeur venant de la source est admise dans la conduite E' per le régulateur E', la pression de la. vapeur dans la.
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conduite Ú1alirúentation!.1 et ,dans la chambre d'alimentation du régulateur s'élève. En même temp8,' de la vapeur à, cette même pression augmentée afflue de la chambre d'évacuation
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du régulateur ' dans la soupape P de limitation de pression représentée plus en détaiLs aux fig. 12 et 13 en em- pruntant les tuyaux 20'.
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Cette soupape perfectionnée P de limitation de pres- sion comprend un carter principal 163 muni sur ses faces opposées et sur un côté de trois ouvertures filetées 164,
165 et 166 utilisables au choix et aboutissant toutes à la chambre de vapeur 167 séparée par la cloison intérieure
168 de la chambre supérieure d'évacuation de vapeur 169, ou en débouchant. Le tuyau 20' venant de la chambre du régu- lateur se raccorde à l'une de ces ouvertures d'admission
164,165 ou 166 Dans l'exemple ici représenté, le tuyau
20' est vissé dans l'ouverture 166. Les deux autres ouver- tures 164 et 165 sont fermées par des bouchons appropriés.
Dans un autre cas, cette soupape de limitation de pression pourrait être placée au milieu de la longueur du tuyau sans gêner le libre écoulement de vapeur par ce tuyau, et dans ce cas les deux parties du tuyau seraient raccordées.aux deux ouvertures opposées 164 et 165. Un tuyau 170 mené depuis l'ouverture d'évacuation 171 de la chambre supérieure de vapeur 169 en descendant dans l'ouverture d'admission
172 de la chambre de thermostat du régulateur B' (voir fig. 1),cette ouverture 172 étant opposée à l'ouverture d'évacuation similaire.
Une cage 173 est vissée à son extrémité inférieure
174 dans un conduit vertical ménagé dans la cloison 168, cette cage comportant un conduit central 195 fermé à son extrémité inférieure par la crépine perforée 196 et dont l'extrémité supérieure forme le siège de soupape 197. Des conduits ouverts 198 ménagés dans les parois latérales de la cage 173/permettent à la vapeur de passer du conduit
195 dans la chambre supérieure de vapeur 169.
La soupape 199 qui coopère avec le siège de soupape 197 est portée par la tige 200 coulissant à travers le manchon guide 201 monté à l'extrémité supérieure de la cage 173. Le .ressort comprimé 202 est maintenu entre une paire de cou-
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pelles semblables 203 et 204, la coupelle 204 étant maintenue entre les écrous 205 vissés d'une manière réglable sur la partie terminale supérieure de la tige de soupape 260. La coupelle 203 s'appuie contre la surface inférieure de la plaque de fermture 206 maintenue par des boulons 207 contre un joint 208 afin de fermer l'extrémité supérieure ouverte du carter principal de soupape 163.
Le ressàrt 202 est ajusté de telle façon (en changeant la position des écrous 205) que la soupape 199 est maintenue appliquée sur son siège 197 jusqu'à ce qu'une pression de vapeur détermi- née à l'avance par exemple 0, 3 kg/cm2 soit atteinte dans la chambre intérieure de'vapeur 167, cette pression correspondant à la pression dans la chambre d'évacuation du régu- lateur de vapeur B' et aussi à la pression régnant dans la conduite d'elimentation E'.
A mesure que la pression de vapeur s'élève au-dessus de cette pression déterminée à l'avance, la soupape 199 est soulevée de son siège malgré l'opposition du ressort 202 de façon à admettre de la vapeur dans la chambre 169 de laquelle cette vapeur va affluer dans la chambre de thermostat du régulateur B' en empruntant le tuyau 170 Le ressort 202 est d'un type tel que la réaction qu'il exerce augmente rapidement à mesure que le ressort est comprimé, par conséquent,
la soupape 199 n'est que légèrement soulevée de son siège de façon à permettre seulement un écoulement restreint de vapeur par le conduit décrit ci-dessus dans la chambre de thermostat du régulateur.
En conséquence, le sou.:flet thermostatique est seulement légèrement dilate de façon à fermer seulement partiellement la soupape et à diminuer 11 écoulement de vapeur dans la chambre et dans @ conduite d'alimentation E'. Les parties prennent rapidement une position équilibrée dans laquelle la soupape n'est ouverte que dans une mesure suffi- sante pour admettre assez de vapeur pour maintenir dans la
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conduite d'alimentation E' la pression de vapeur désirée (par exemple 0,3 kg/cm2).
Manifestement, quand un plus/ou moins grand nombre de radiateurs 1 sont alimentés en vapeur
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jk partir de la conduite d'alimentation E' , .3rt--3-rDwfoigei*e q'-;4-4-s 9.\U1Q la )1;I.d.V.it8 !,I , le volume de vapeur admis dans la conduite!1 doit être augmenté ou diminué et un rééquilibrage du régulateur B' est nécessaire chaque fois qu'un radiateur est mis en service ou débranché. Etant donné que les soupapes commandées électriquement sont ouvertes et fermées à intervalles plutôt fréquents par les connexions commandées thermostatiquement comme il est décrit dans ce qui suit, on voit qu'un rééquilibrage plus ou .moins constant du régulateur B' est nécessaire pour commander le volume de vapeur disponible dans la conduite d'alimenta- tion E' à une pression basse relativement constante.
Néammoins, étant donné qu'aucun des fluides renvoyés à basse température n'est renvoyé au régulateur B' comme dans un système de chauffage de vapeur ordinaire, l'équilibrage nécessaire du régulateur,!1 est maintenu d'une fagon bien plus imple et précise puisque la totalité de la vapeur qui commande la dilatation du soufflet thermostatique 32 du régulateur de vapeur (fig. 3) provient directement delà chambre d'alimentation 18 en traversant la soupape P de limitation de pression.
On¯ décrit maintenant un des sytèmes rayonnants séparés,
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étant entendu qu'il y alun de ces sytérnas pour chaque compartiment séparé du wagon et que jusqu'à 6 ou davantage de ces systèmes séparés peuvent être séparément alimentés en vapeur â partir de la même conduite d'alimentation E'.
Alors que n'importe lequel type de radiateur approprié peut être utilisé, la forme préférée de radiateur Q, comme il est représenté ici, est du type à "alimentation intérieure" (fig. 9 et 10) comprenant une paire de tuyaux
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concentriques ou coaxieux, le tuyau extérieur 202 étant muni d'u... certain nombre d'ailettes rayonnantes 210 et étant fermé à une extrémité par un capuchon 211. La vapeur s'écou- le de la soupape D' dans le tuyau inférieur du radiateur jusqu'à l'extrémité extérieure 311 du radiateur.
La vapeur retourne alors en s'écoulant par le tuyau extérieur et se déverse dans un branchement d'évacuation 212 aboutissant à la conduite principale de retour H'. Le mécanisme ac- tionnant la soupape d'admission est de préférence le même que celui qui a été décrit précédemment en se rapportant aux réalisations représentées fig. 1à 8 inclus. Le cir- cuit de commande de la soupape D' est représenté fig. 11 et se compose des fils 214 et 214 aboutissant aux extrémités opposées de l'enroulement solénoïde 215 sortant par le conduit 216. Le noyau mobile 217 du adénoïde est attiré (vers la droits fig. 11) quand le solénoïde est excité et amène la soupape 218 en position fermée malgré l'opposition du ressort 219.
La soupape est maintenue dans cette position fermée aussi longtemps que le solénoïde 215 reste 'excité. Quand le circuit d'excitation est ouvert, le ressort 219 ouvre automatiquement la soupape.
Un thermostat représenté généralement en S (voir également la fig. 9) est placé à quelque emplacement convenable dans le compartiment ou espace chauffé par le radiateur Q, ce thermostat comprenant une colonne de mer- cure220 qui est toujours en contact avec un contact inférieur fixe 221 et qui vient en contact avec un contact supérieur fixe 222 à une certaine température déterminée à l'avance. Un enroulement de chauffage auxiliaire 223 est associé \ ce thermostat, cet enroulement étant excité par le circuit suivant depuis le conducteur principal d'énergie 224 par le fil 225, l'enroulement 223 et le fil 227, le rhéostat 228 et le fil 229 jusqu'à l'autre conducteur
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----principal d'énergie 230.
L'intensité du courant traver- sant l'enroulement chauffant 223, et par suite la quantité de chaleur apportée au thermostat dépend du réglée manuel du rhéostat 228 qui est étalonné d'une manière appropriée de façon qu'un certain nombre de températures désirées puissent être choisies à l'intérieur du compartiment.
Alors que le thermostat est directement sensible aux variations de la température à l'intérieur du compartiment, la tempe-' ture réelle du compartiment à laquelle la colonne de mercure vient en contact avec le contact supérieur fixe 222 dépend de la quantité de chaleur auxiliaire apportée au thermostat par l'enroulement 333.L'enroulement de relais 230 est nor- malement excité par le circuit suivant : d'epuis le conduc- teur principal 224 par la résistance 231, le contact ter- minal de relais 232, 1'enroulement de relais 230, le contact de relais 233 et la résistance 234 jusqu'à l'autre conduc- teur principal d'énergie 230.
Quand le relais est ainsi excité, il soulève le noyau 234 de façon à ouvrir l'inter- rupteur 235 et à désexciter ainsi le solénoïde 215 de la soupape qui est commandé par le circuit suivant :depuis le conducteur principal 224 par le fil 236, l'interrupteur 235, le fil 213, l'enroulement solénoïde 217 et le fil 214 jusqu'à l'autre conducteur principal 230. Le solénoïde
215 une fois désexcité, le ressort 219 ouvre la soupape
218 et admet la vapeur dans le radiateur Q.
Quand la tem- pérature désirée est atteinte dans le compartiment, la colonne de mercure vient en contact avec ;le contact supé- rieur de thermostat et ferme ainsi un circuit shunt comme suit : depuis un contact terminal 232 de l'enroulement de relais par le fil 237, la colonne de mercure et le fil 238 jusqu'à l'autre contact terminal 233 du relais. Ceci dés- excite le relais de façon que l'interrupteur 235 se ferme automatiquement et que le solénoïde 215 est éxcité, fermant
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la soupape 218 et interrompant l'écoulement de vapeur dans le radiateur.
De même, quand la température régnant à l'intérieur du compartiment tombe en dessous de la température pour laquelle le thermostat M est règle, le circuit shunt est ouvert et le relais 230 estexcité de nouveau ouvrant l'interrupteur 235 et désexcitant le solénoide 215 de sorte que le ressort 219 ouvre de nouveau la. soupape 218 etadmet davantage de vapeur dans le radiateur. Telle est la position des parties représentées fig. Il.
La soupape D' peut aussi être commandés manuellement de la manière décrite en liaison avec la soupape D de la réalisation précédente.
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La fonction du joint hydraulique M est d'empêcher un chauffage inopportun du compartiment quand la, soupape joz est fer1\1.<33. On note que 3i, comme d'habitude), la soupape d'admission Jetait reliée directement il la conduite c3,lim=nt.,,=ion B' p;r un branchement ascendant de lq vapeur serait encore fournie la Cr-l'1l:lbre ce vapeur de la soupape 121, ,-même quand la soupape 'û18 est fermée. En conséquence, lo totalité des tuyaux dérivés d'alimentation 239. de même qu'un? grande partie du carter de soupape, serait remplie
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de V'P,31J.:r à tout moment et de la chaleur émanant de cette vapeur serait transmise même .j13:1;d 3..L' eXtrïul.té d'admission du radiateur ±1..
T1 en résulterait un chauffage partiel du compartiment même aux isoments ou aucun chauffage n'est néCj8.,,:Üre ou désiré* Le sy"teHe tel qu'il vient d'ê- tre décrit présente un défaut, c'est que quand le wagon n'est pas en service et que l'alimentation en vapeur est
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débranchée du wagon, ¯La colonne 1 c'"'u contenue d'-):18 le tuyau 333 peut ne pas s'écouler a l'extérieur et peut E:81(r th,',8 lq partie exposée de la tuyauterie. L'orifice s'ouvrant c'tm. 1: .joint hydraulique M est prévu pour empê- cher cette congélation. Il empêche toute quantité appréciable
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de vapeur s'élevant dans le tuyau d'alimentation dérivé de chauffer le corps de soupape.
Quand le wagon n'est pas en service et que la conduite E' n'est plus alimentée en vapeur, de l'air pénètre par cet orifice de fagon à faire disparaître le vide et à permettre à la colonne d'eau de s'écouler à l'extérieur. Il y aura toujours une petite quan- tité d'eaus accumulée dans la cavité du joint hydraulique M mais on note que le fond de cette cavité est arrondi de sorte que la congélation de cette petite quantité d'eau ne peut pas provoquer de dommages.
Le dispositif séparateur de condensat 0(fig. 10 et 14) comporte une ouverture d'admission filetée 240 recevant 11 extrémité filetée de la conduite d'alimentation E' et donnant dans la chambre de vapeur 241. Une cloison intérieure 242 sépare la chambre d'admission de vapeur de la chambre d'évacuation 243 qui possède une ouverture d'évacuation 244 qui regoit lextrémité filetée de la conduite de retour H'. Le manchon annulaire 245 vissé dans un conduit vertical ménagé dans la cloison 242 limite le conduit réservé aux fluides reliant les chambres 241 et 242.
Un bourrelet circulaire et s'élevant vers le haut 244 forme le siège de soupape, ce siège de soupape étant mis en contact avec l'élément mobile de soupape 245 quand la chambre 241 est remplie de vapeur de façon à dilater le soufflet thermostatique sensible 246. ,11 extrémité supérieure fixée de ce soufflet est portée par la fermelure fixée d'une manière amovible à l'extrémité supérieure du carter principal de la soupape d'arrêt. Aussi longtemps que la conduite d'admission E' et la chambre 241 sont remplies de vapeur, le soufflet 146 s'étend de manière à retenir cette vapeur et à empêcher l'écoulement d'une quantité appréciable quelconque de ladite vapeur dans la conduite de retour H'.
Néemmoine, an du condensat s'accumule dans la partie terminale de la conduite d'alimentation E', le soufflet 246 se
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contracte suffiR'1JIDIlEmt pour soulever la soupape et permettre à ce c,'.:;:1'1e113:'J."(, de ecoulsr <1<:ns la chambre a43 et de là par la conduite de retour .!il. On note qu'uneou plusieurs entailles sont ménagées dans le siège de :soupape, ces entailles permettant à tous moments un écoulement de vapeur très restreint dans la conduite de retour, même si la. soupape est fermée. Ceci correspond au désir de
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maint.3ni;" chaud le tuyau de retour i' comme on y fera al- lusion plus loin.
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Le dispositif ret rd:iteur de va.peur ou séparateur de condensat R (fig. 9) est sensiblement le même que le dispositif retardateur 0 représenté fig. 14, la seule modification étql1t que le siège de soupape annula.ire 248 repré- sente fige 15 est remplacé par le siège de soupape 245, de plus grandes dimensions-, représenté fige 14. On note que le conduit central de vapeur 249 est considérablement plus étroit que le conduit ménagé dans l'élément annulaire précédemment décrit, et que le siège de soupape annulaire
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K50 dirigé vers le haut est d'un di91nètre considérablement moindre ue le siège de soupape similaire 244 de la fig. 14.
La vapeur et le condensât revenant du radiateur q et de la
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soup'ipe D' s'écoule par le :,uY'1.U MIS dans la ch8.mbre 241 du dispositif retardateur ou soupape d'arrêt, et une quantité :'\uff-Ls'3.nte de condenss.t oblige le soufflet 246 à. se contncter e1:, laisse écouler le condensât par l'élément 213' de cette conduire dérivée de. retour dans la conduite prjncipq¯ie HI Le f;.i± prévoir iiii 1, de principale da retour -. . F . zlu de prévoir un siège de soupape bzz50 plus petit e..-sure une pression totale accrue dirigée V3YS le haut. exercée sur 'axtr6Dité inférieure du .a'a f le.. 2.46 et tend IL ouvrir la soupape nu"nd elle est fermée Q-j porte que le dispositif r 7t'aT'dt:i.:?uY' ou sépant+ij¯= jàe C')nlle:1.:iat est plus : sensible.
Le condensât et lea g.'='.z non condensables rassemblés dans la conduite principale de r0tour!' p.,ar les dispositifs
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retardateurs s'écoule de l'extrémité inférieure de la con- duite de retour H' par le raccord 251 dans l'extrémité supé- rieure du tuyau égouttoir J' qui est ouvert a l'atmosphère à sa partie inférieure. Ce tuyau égouttoir est recouvert de préférence d'une couche isolante 252 de façon à retenir la chaleur et à empêcher, autant que possible, la congélation de liquide dans ce tuyau égouttoir.
Un autre tuyau raccordé 253 débouche de l'orifice d'évacuation'de la chambre thermostatique du régulateur de vapeur]1 dans l'extrémité supérieure du tuyau égouttoir J' de porte que tout le condensat venant du système de chauffage est évacué par ce même tuyau égouttoir recouvert d'une protection.
Dn note maintenant qu'il y a une quantité limitée de va.peur qui s'écoule du régulateur B' par le tuyau d'évacua- tion 253, et aussi de chacun des systèmes rayonnas, quand les séparateurs de condensat ! sont ouverts, et que cette vapeur est ordinairement suffisante pour maintenir ces tuyaux à une température supérieure à la température de congélation. Néammoins, si la conduite de retour H' est très longue, il est désirable de permettre un écoulement limité de vapeur dans cette conduite pour empêcher l'eau de s'y congeler et c'est pour cette raison que l'échancrure ouverte ou passage 247 a été mégagée dans le siège de soupape du dispositif séparateur de condensat.
Ce petit écoulement de vapeur suffit pour maintenir la conduite H' audessus de la température de congélation, La. valeur admise de toutes ces sources tend aussi à maintenir l'intérieur du tuyau égouttoir J' au-dessus de la température de congélation. On comprend que l'extrémité, située à droite, de la boucle de la tuyauterie d'alimentation et de retour représentée fig. 9 se trouve coupée et qu'il y aura ordinairement plusieurs autres radiateurs Q alimentés en va- leur a partir de cette boucle, ce qui rend plus' apparent
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l'intérêt de fournir à la conduite de retours' un écoulement de vapeur limité.
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En se référant maintenant aux autres modifications
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:re[JyC;'3e::nées fig. 10, on note qu'il y 2 seulement deux des systèmes rayonnants dont les extrémités dl '{liw'3nt;-ltion et de retour soient vodaines l'une de l'autre de sorte que la conduite de retour !'soit tout a. fi courte. Dans ce cas, le dispositif séparateur de condensat d'extrémité 0 peut être enulGre;1:1'L supprime. Lq pression de vapeur dans tout le système, y compris 1'3. conduite d' e.limar t= tion 1' , est m':, ingénue p'ir les dispositifs séparateurs de condensât li'. Tout condensât s t C1C.;Ul!1U.L'3lH dans la courte conduite C''''?lit>>n':'ti0n ' peut être évacue par l'éléhient rayonnant de droits si renvoyé par cet élément et la conduite de retour 5' .
Une quantité su.ffï.-?nrn:;'2 à sapeur pour maintenir le sy, tlai,ùc de retour au-dessus du point de congélation est fournie pir le:' deux systèmes dérivés de retour et par le retour venant du régulateur de viipeur ]2,'. La, pratique a indiqué que le dispositif séparateur de condensat 0,
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avec son écoulement limité de vapeur, n'est pas nécessaire
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'JOi.ü"'L'û que i'1 longueur de it,, conduire de retour 1i' ne deP:OL,-'se pfi s =à:.; mètre. Une ent'lille Z47 d!lnS le siège pa,rtse pn.s mètre. Une enzsAiîle S47 dans siège soupape du dispositif de 39parateur de condensat Q. permet un écoulement de vapeur suffisant pour une conduite de retour H' dont la longueur ne dépasse pas 3 mètres.
Si la conduite ii4 est plus longue que cette valeur, il f.qut utiliser une t¯' :i:':Wlld 3.CL..illOYïrW .Le 347 ou une e2âl.ie de dimensions 21).pé..cièu.re8 On voit m'-:1.ir."t.?Ylily>.t que ce système de c.c3.uf .e par le.
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vapeur, tout en ressemelant aux systèmes de chauffage
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ordinaires par la valeur en certains points, en diffère
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sensiblement dans son'fonctionnement. Dans le système ordi-
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naire de chauffage par lave.peur, bien que l'extrémité
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d'évacuation de ce système soit ouverte à l'atmosphère, il est nécessaire de maintenir une pression sensible à l'ex- trémité d'admission du système de fagon à surmonter la ré- sistance intérieure qui est tout à fait considérable quand on dispose en série un certain nombre de radiateurs séparés.
Dans le système perfectionné exposé ici, chaque radiateur ou élément rayonnant prélevé sa vapeur individuellement sur la même conduite d'alimentation et on n'a besoin que de la pression suffisante pour forcer la vapeur à parcou- rir ce radiateur ou système rayonnant isolé. Il est néain- moins désirable de maintenir en tout temps la conduite d'alimentation remplie de vapeur à cette basse pression désirable, en dépit du fait que le nombre d'éléments rayonnants séparés en service peut changer continuellement. Pour cette raison, un régulateur de vapeur très sensible B' est nécessaire et il est désirable de ne pas envoyer les fluides de ce système à ce régulateur pour ne pas en troubler le fonctionnement équilibré.
Les dispositifs retardateurs et R' retiennent 11 écoulement de va.peur extérieur de sorte qu'une pression de vapeur considérablement plus haute qu'il n'..est nécessaire peut être établie dans la conduite d'alimentation E' et dans les éléments séparés.
Néamxoins, la soupape P de limitation de pression s'ouvre toutes les fois que cette pression de vapeur s'élève au-dessus du maximum désiré, et la petite quantité de vapeur'qui s'écoule ainsi retourne directement à la chambre thermostatique du régulateur!1 et sert à fermer la soupape de commande de ce régulateur, de sort.e que seule une quantité de vapeur juste suffisante coule de la source dans la conduite d'ali- mentation E' afin de remplacer la vapeur qui est, retirée à la basse pression désirée, afin de satisfaire les nécessités des radiateurs en service à un moment quelconque.
Si un radiateur est ajouté au systèmes (par l'ouverture de
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se soupape D') il y a un accroissement de la vapeur retirée
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du tuyau d' .ï¯îzaentatio.1 F' et 18, soupape du régulateur D' doit être ouverte d'une certaine quantité additionnelle pour compenser cette charge accrue et en même temps maintenir la pression régnant dans la conduite E' au niveau
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m8.XL1UIn désiré, par exemple 0,35 kg/cm. Ceci est automa- tiquement réalisé par Inaction d'équilibrage du régulateur B' et par la soupape P de limitation de pression et n'est influencé d'aucune manière par les fluides revenant du système rayonnant.
Si du condensât revenant avait la possibilité de .,1 écouler jusque dans la chambre thermostatique du régulateur, le fonctionnement du régulateur serait assez irrégulier pour provoquer des périodes prolongées d'inac-
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tivité, avec comme conséquence 1111 inaction" des radiateurs.
Dans le présent système perfectionné, l'élément thermostique du radiateur est commande entièrement et directement par des changements de la. pression régnant dans la conduite
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d' ^.lizre2t.,ion ter et n'est ni influence ni perturbé d'aucune manière du fait qu'il permet â, des fluides froids revenant des aystÈJIlJ.e8 rayonnants d arriver au voisinage de l'élément thermoatatique de commande.
L'expérience a montré que ce type perfectionné de système de chauffage permet de plus
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grandes econoilies parce que, avec les diverses soupapes d'un,- taille largeMent calculée et en raison de la diminution d la résistance à la circulation à tnvers le système dûe à l'alimentation en parallèle, la vapeur peut
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--'couler a travers le système d'une Ll'Illière rapide et facile quand il n'existe simplement qu'une faible diffé- rence de pression entre l'entrée et la sortie des systèmes rayonnantes respectifs.
Cette différence de pression, fai- '4'le @ais relativement constance, est maintenue à tout moment par le système d'alimentation en vapeur exposé dans ce qui précède.