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"Appareil pour le réglage de la température" @ La présente invention est relative à certains per- fectionnements apportés aux appareils de réglage de la température et elle a principalement pour but d'offrir un appareil simple et efficace qu'on peut utiliser pour régler la température d'un espace clos, à savoir pour régler le chauffage et le refroidissement de ce dernier, de manière à le maintenir à une température prédéterminée ou entre des limites de températures minimum et maximum.
Elle a aussi pour but d'offrir un appareil perfec- tionné de réglage de la température dans lequel les effets de réglage peuvent être transférés d'un dispositif de variation de la température à un autre (soit pour le chauffage, soit pour le refroidissement), de manière que les moyens de variation de la température choisie puissent
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fonctionner alternativement ou à tour de rôle, cet appareil comprenant un certain nombre d'éléments sensibles à la température, qui peuvent être mis en action à la même tem- pérature, pour permettre à l'appareil de faire monter ou baisser la température de l'espace clos, mais qui sont con- nectés de telle sorte que l'élément, sensible à la tempé- rature, auquel incombe la commande de l'appareil,
continue à assumer celle-ci jusqu'à ce que la température de l'espace clos justifie un transfert de l'effet de commande à un élément sensible à une autre température.
Un autre-but de l'invention est de disposer dans un système de réglage de la température comprenant des éléments sensibles à la température et destinés à fonctionner aux- mêmes températures, en vue d'augmenter ou de diminuer le chauffage ou le refroidissement d'un espace clos, certaines connexions nouvelles et perfectionnées entre des éléments sensibles à des températures opposées, et à l'aide des- quelles le fonctionnement de l'un des éléments accélère sa propre inversion, de façon à produire un cycle d'opérations, et accélère également une inversion dans le fonctionnement d'un élément sensible à une température opposée, de telle sorte que l'appareil ne cesse pas d'exercer son effet de réglage sur l'élément sensible à la température opposée tant que la. température dans l'espace clos n'exige pas ce transfert.
Conformément aux principes de l'invention, un appa- reil de changement de température, qui peut comprendre un ou plusieurs dispositifs, désignés dans ce qui suit par A, B ou C, pour le chauffage ou le refroidissement d'un espace clos D, est commandé électriquement par deux ther- mosta,ts E et F et les relais E' et F' qui leur correspon- dent. Le thermostat E est pourvu d'un réchauffeur électrique
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auxiliaire G, à l'aide duquel un supplément de chaleur peut être ajouté au thermostat pour régler son entrée en action. Le thermostat F est pourvu d'un réchauffeur élec- trique analogue H.
Les réchauffeurs électriques des deux thermostats reçoivent normalement des quantités égales de courant de chauffage, par l'intermédiaire d'une résistance variable I et sont, par ailleurs, construits et disposés à l'intérieur de l'espace clos, de manière que, en l'ab- sence d'autres influences, ils soient réglés pour inter- venir dans les mêmes conditions. Cependant, en raison de ce que le thermostat E commande les opérations destinées à empêcher une élévation ultérieure de température à l'inté- rieur de l'espace D et que le thermostat F commande les opérations destinées à empêcher une chute ultérieure de la température à l'intérieur de ce même espace, il convient d'empêcher les deux thermostats de fonctionner simultané- ment..
En conséquence, les thermostats sont réglés automa- tiquement pour modifier les températures respectives des réchauffeurs auxiliaires G et H. Ce réglage s'effectue de manière à accélérer une inversion du thermostat qui se trouve alors chargé du réglage et, en même temps, inverse le fonctionnement du thermostat opposé, de façon à retarder son action dans le sans ou il intervient dans le réglage.
Pour mieuxfcomprendre la manière dont les réglages >sont effectués, on supposera que les deux thermostats sont réglés pour fonctionner à une température, dans l'espace clos,(d'environ 21 C) plus 6 résultant de la chaleur supplémentaire fournie par lu courant électrique qui traverse la résistance variable I. Par conséquent, pour éviter les opérations de réglage simultanées des deux thermostats, le courant de chauffage (équivalent à la chaleur qui produit les 60) passe alternativement d'un htermostat à l'autre. par exemple, lorsque la colonne de
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mercure du thermostat E rencontre son contact supérieur, le réchauffeur auxiliaire G est prive de courant et le courant est transféré au réchauffeur H du thermostat F.
On fournit également, par l'intermédiaire de la résistance J, une quantité supplémentaire de courant de chauffage au réchauf- feur H du thermostat F, seulement lorsque sa colonne de mercure est au-dessous de son contact supérieur, de façon à accélérer son retour à la position de fermeture du cir- cuit. Par conséquent, avec une température légèrement infé- rieure à 21 C dans l'espace clos, le niveau de la colonne de mercure du thermostat E sera légèrement au-dessous de son contact supérieur et le niveau de la colonne de mer- cure du thermostat F, en raison du courant de chauffage qui a été fourni précédemment, au réchauffeur H, par l'inter- médiaire de la résistance J, sera légèrement au-dessus de son contact supérieur.
Les positions qui viennent d'être mentionnées (thermostat E ouvert et thermostat F fermé), sont les positions normales supposées lorsque le dispositif de changement de température se trouve dans une position de réglage précédente. Toutefois, lorsque le thermostat
E fonctionne (fermeture de ses contacts), le courant de chauffage est transféré momentanément de aon réchauffeur
G au réchauffeur H du thermostat opposé F. Ce transfert de chaleur fait monter légèrement la colonne de mercure du thermostat F et, par conséquent, empêche le fonction- nement du thermostat F (ouverture.de ses contacts) pendant le refroidissement du thermostat E.
Dès que le thermostat
E se refroidit suffisamment pour ouvrir ses contacts, les
6 du courant de chauffage provenant de la résistance I sont retirés du thermostat F et appliqués à nouveau au thermostat E. De cette manière, les thermostats sont chauf- fés et refroidis alternativement, de sorte que, lorsque
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la température dans le local est de 21 C environ, la colonne de mercure du thermostat F sera légèrement au-dessus de son contact supérieur et aura tendance a descendre au-dessous do ce contact, ot la colonne de mercure du thermostat I sera au-dessous de son contact supérieur avec tendance a venir toucher ce contact.
On se reportera maintenant à la figure unique du dessin annexé qui montre une forme d'exécution de l'appa- reil de commande ou de réglage. Les dispositifs de chan- gement de température A, B et C sont représentés schéma- tiquement. Le dispositif A est indiqué comme organisé pour commander l'admission au local ou espace clos D d'air chaud provenant d'une source quelconque. Toutefois, on pourra utiliser tout dispositif propre à fournir de la chaleur, la où l'effet du transfert de chaleur peut être réglé, en réglant le fonctionnement d'une vanne actionnée par moteur. L'appareil C est destiné à être employé comme riante de réchauffeur; il est, par exemple, du type des réchauffeurs à essence, qu'on utilise dans les cabines d'avions.
L'appareil C est supposé représenter tout appa- reil connu de refroidissement d'un espace clos, cet appa- reil pouvant être mis en action ou hors d'action, sous l'action d'un mécanisme mû par moteur.
L'appareil A comprend une vanne 10 agencée pour être amenée dans différentes positions de réglage par un moteur réversible K.. Le moteur comprend un induit 11 qui est accouplé , la vanne 10 au moyen de tout mécanisme de com- mande convenable a démultiplication 12. Un enroulement inducteur 13 assure le mouvement de l'induit dans le sens voulu pour ouvrir la vanne 10 et augmenter ainsi le débit de chaleur. L'excitation d'un enroulement de champ ou inducteur 14 inverse le sens du mouvement du moteur et de la vanne et réduit ainsi l'arrivée de chaleur à l'espace D.
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Le fonctionnement du moteur K est commandé par deux relais
E', F' qui sont eux-mêmes commandés, par des thermostats
E et F. Le relais E', qui sert à exciter le moteur K, pour le faire tourner dans le sens de fermeture de la vanne 10, comprend un contact normalement fermé 15. C'est-à-dire que le contact 15 est fermé par un ressort 16 lorsque la colonne de mercure du thermostat E est dans la position voulue pour fermer ses contacts 17, 18. Le relais E' est actionné par un enroulement 19 connecté aux lignes posi- tive et négative 20,21. Lorsque le niveau de la colonne de mercure du thermostat E est entre les contacts, comme indiqué sur le dessin, l'enroulement 19 est excité et coupe ainsi le circuit d'excitation du moteur, au contact de relais 15.
Ce fonctionnement du relais a également pour effet de fermer' son contact 22, de manière à fournir du courant au réchauffeur auxiliaire G. Dès que la tempéra- ture à l'endroit du thermostat E monte suffisamment pour amener sa colonne de mercure à toucher le contact supé- rieur 18, le courant est dérivé hors de l'enroulement en passant par les fils 23, 24, de manière à désexciter le relais E', après quoi, le contact 15 est amené à sa posi- tion de fermeture et le contact 22 s'ouvre. La fermeture du contact 15 du relais E' ferme un circuit d'excitation du moteur, par la ligne positive 20, le fil 25, le contact fermé 15, le fil 26 et l'interrupteur-limiteur 27 du moteur K, puis par l'enroulement de champ 14, l'induit 11, le fil 28 et la ligne négative 21.
Le moteur K continue à communiquer un mouvement de fermeture à la vanne de chaleur 10, jusqu'à ce que le thermostat E se refroidisse suffisamment pour couper de nouveau le circuit à son con- tact 18 et réexciter ainsi l'enroulement 19, pour couper le circuit du moteur au contact de relais 15. Cette ouver- ture et cette fermeture des contacta 17,18 se répètent,
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des intervalles fréquents, jusqu'à ce que la vanne 10 ait atteint la position voulue pour réduire, dans une mesure suffisante, la quantité de chaleur fournie à l'es- pace D. Si la température de l'espace clos est abaissée suffisamment pour ouvrir le circuit au contact 29 du ther- mostat F, un enroulement 30 est excité pour actionner le relais F' et fermer ainsi un circuit d'excitation à travers l'enroulement inducteur 13 du moteur K.
Ce circuit d'exci- tationbasse de la ligne positive 20, par le fil 31, le contact fermé 32 du relais F', le fil 33, l'interrupteur- limite 34, l'enroulement inducteur 13 du moteur K et, de la, par l'induit 11 du moteur et le fil 28, à la ligne négative 21. Ce mouvement du moteur K imprime un mouvement d'ouverture à la vanne 10 pour augmenter la quantité de chaleur fournie à l'espace D. Ce mouvement d'ouverture de la vanne qu'effectue le moteur K continue jusqu'à ce que la température au thermostat F se soit suffisamment élevée pour amener sa colonne de mercure à toucher le contact 29 et à désexciter ainsi le relais F', pour couper le circuit de moteur. Cette désexcitation a lieu en dérivant le courant dans le fil 35 hors du solénoide de relais 36, par les fils 37, le contact 29 et les fils 38 et 39, et la ligne négative.
Il est bon d'accélérer la fermeture du contact
29 du thermostat, tout au moins momentanément, de façon à amener pas à pas la vanne 10 à sa position' d'ouverture en grand. Cette fermeture accélérée du contact 29 s'obtient par la fermeture du contact 40 du relais F'. On ferme ainsi un circuit qui fournit du courant de chauffage au réchauffeur auxiliaire H du thermostat F. Ce circuit passe de la ligne positive 20, par la résistance J, le fil 41, le contact fermé 40 du relais F' et-le fil 42, à la borne 43 et, de la, par le fil 44, le réchauffeur H et le fil 45, à la ligne négative 21.
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La résistance J peut avoir toute valeur convenable pour aider à accélérer la fermeture du circuit de thermos- tat, à son contact 29. La fermeture de ce circuit, au contact 29, libère de nouveau le relais F', ce qui permet au ressort 46 d'agir pour ouvrir le circuit du moteur K au contact 32, et stopper son mouvement d'ouverture de la vanne. Le mouvement, mentionné en dernier lieu, du relais
F' ouvre également le contact de relais 40 et, par consé- quent, coupe le circuit de chauffage, mentionné en dernier lieu, à travers le réchauffeur auxiliaire H, de manière à permettre au thermostat de se refroidir.
Ce chauffage et ce refroidissement alternés du thermostat se traduisent par l'ouverture et la fermeture répétées du circuit d'exci- tation de son relais,au contact 29, et, par conséquent,
Par la transmission de mouvements pas à pas au moteur K et à la vanne de chaleur 10, jusqu'à ce que la tempérautre de l'espace soit montée suffisamment pour maintenir la colonne de mercure dans une position au-dessus du contact 29
Bien que le courant de chauffage fourni au réchauf- feur auxiliaire H, à travers la résistance J puisse être suffisant pour maintenir le fonctionnement du thermostat
F suivant le cycle qui vient d'être décrit, les thermos- tats E et F sont réglés l'un par rapport à l'autre de manière à éviter tout conflit dans leurs effets de réglage.
en faisant passer une certaine quantité du courant de réchauffeur auxiliaire d'un thermostat à l'autre. On remarquera que du courant de chauffage est fourni aux deux réchauffeurs auxiliaires G et H par la résistance variable I. Le circuit passe de la ligne positive 20, par le fil 47, la résistance variable I et le fil 48, à la borne 49. A partir de ce point, la moitié du courant passe par le fil 50, le contact fermé 32 du relais E, le fil 51,
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le réchauffeur auxiliaire G, le fil 52, le contact fermé
53 du relais F' et de là, par le fil 54, à la ligne négative
31. L'autre moitié du courant passe de la borne 49, par le fil 44, au réchauffeur auxiliaire H et, par le fil 43, à la ligne négative 21.
La résistance I peut être réglée de manière à fournir toute quantité voulue de courant de chauffage et, par suite, à augmenter ou à diminuer en même temps l'importance du rolf joué par le deux thermostats E et F. Dans l'exemple qui est représenté sur le dessin, la résistance I est réglée pour une valeur de courant correspondant à 11 C, ' dont une moitié passe au réchauffeur auxiliaire G, et l'autre moitié, au réchauffeur auxiliaire H. On fera remar- quer, par conséquent que, lorsque le thermostat E établit le contact pour imprimer au moteur K un mouvement dans le sensde fermeture de la vanne, le circuit du réchauffeur auxiliaire G est ouvert pour permettre le refroidissement du thermostat E, et que ce courant de chauffage est trans- féré au réchauffeur auxiliaire H.
Par suite, la colonne de mercure du thermostat E est obligée de descendre en
S'écartant de son contact 18, de façon à couper le cir- cuit du moteur et à stopper ainsi le mouvement de fermeture de la vanne 10. Le transfert de ce courant de chauffage au réchauffeur auxiliaire H du thermostat F fait monter sa colonne de mercure à partir de son contact 29, de manière à retarder le refroidissement du thermostat et, par consé- quent, à retarder la coupure de son circuit de commande, au contact 29.
Dès que le thermostat E s'est refroidi suf- fisamment pour couper de nouveau son circuit, à son contact
18, le courant de chauffage est ramené au récuahffeur auxi- liaire G, en chauffant ainsi le thermostat E et en refroi- dirent proportionnellement le thermostat F, Ce chauffage
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et ce refroidissement alternés des thermostats E et F se prolonge jusqu'à ce que l'espace D soit suffisamment refroidi pour permettre à la colonne de mercure du ther- mostat F de prendre la position voulue pour couper son circuit à son contact 29. Lorsque/cas se produit, un trans- ' fert analogue de chaleur d'un' thermostat à l'autre est obtenu en ouvrant et en fermant le circuit pour le réchauf- feur auxiliaire G, par l'ouverture et la fermeture du con- tact 53 du relais F'.
Par exemple, lorsque le circuit à travers le thermostat F est ouvert, l'enroulement est excité pour actionner le relais F' dans le sens voulu pour ouvrir son contact 53. Ce transfert de la chaleur du ther- mostat E au thermostat F, de manière à exercer sur les thermostats les effets respectifs de refroidissement et de chauffage, tend à déplacer leurs colonnes de mercure dans des directions opposées et, par conséquent, à retarder la fermeture du thermostat E, mais à accélérer la refermeture du thermostat F. Cette ouverture du ther- mostat F ferme également le circuit de réchauffeur supplé- mentaire passant par la résistance J et le contact de relais 40, comme décrit précédemment, de manière à marquer une différence dans le chauffage et le refroidissement des deux thermostats.
Refroidissement
Lorsque la vanne de chaleur 10 est déplacée vers sa position de fermeture et que la température de l'espace reste au-dessus de celle qui correspond à la mise en ac- tion du thermostat E, les effets de réglage de ce dernier sont transfères de l'appareil de chauffage A à l'appareil de refroidissement B.
L'appareil de refroidissement B est d'une'construc- tion très voisine de celle de l'appareil de chauffage A,
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sauf en ce qu'il agit pour refroidir l'espace D en lui envoyant de l'air froid, ou en retirant de la chaleur à la manière décrite précédemment. A cet effet, l'appareil de refroidissement comprend une vanne 50, un moteur réver- sible L et un réducteur de vitesse 51, entre l'induit 52 du moteur et la vanne 00. Le moteur L comprend un enroule- ment inducteur 53 destiné à faire déplacer la vanne 50 dans le sens voulu pour accentuer le refroidissememtn de l'espace D. Un enroulement inducteur 54 excite le moteur L pour imprimer un mouvement de fermeture a la vanne 50.
L'enroulement inducteur 53 du moteur L est connecté par l'intermédiaire de l'interrupteur-limite de fermeture 27 du moteur K, le fil 55 et l'interrupteur-limite 56 du moteur L, de sorte que l'ouverture de la vanne 50 de l'appareil de refroidissement suivra la fermeture de la vanne de chauffage 10, en permettant ainsi aux dispositifs de changement de température de passer directement du chauf- fage au refroidissement et de revenir du refroidissement au chauffage par inversion de l'ordre des opérations.
L'enroulement inducteur 54 du moteur L pour produire le mouvement de fermeture de la vanne 50 de refroidissement ' est connecté par l'interrupteur-limite 34 du moteur K, le fil 57, l'interrupteur.limite 58, l'enroulement induc- teur 54, l'induit 52 et le fil 59, à la ligne négative.
L'ordre dans lequel s'effectuent les opérations ci-dessus, ainsi que le réglage des thermostats pour permettre à ceux-ci de fonctionner à la même température, et d'ouvrir et de fermer les vannes 10 et 50, rend l'in- vention particulièrement avantageuse dans le cas où. l'on veut maintenir une température sensiblement constante dans un véhicule traversant des zones à des températures diffé- rentes, et ou il est désirable de passer du chauffage au
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refroidissement, pendant que la voiture, le train ou l'avion, muni du système de commande perfectionné est en transit. Ces dispositifs de réglage conviennent également bien dans les cas où des chauffages et refroidissements saisonniers sont nécessaires.
Chaleur supplémentaire
L'appareil de chauffage A est insuffisant pour maintenir l'espace D à la température désirée, la commande du chauffage peut être transférée à un réchauffeur supplé- mentaire C. Le réchauffeur C est représenté schématiquement sous la forme d'un réchauffeur à essence, tel qu'on en emploie à bord des avions. Conformément à la présente invention, on l'utilise pour compléter le système de chauf- fage principal, lorsque le réchauffeur A, soit pour cause de températures extrêmes, soit par suite de réduction dans l'alimentation en chaleur, rend nécessaire l'emploi d'une source de chaleur supplémentaire.
Ce réchauffeur est connecté, par l'intermédiaire de l'interrupteur-limite d'ouverture 34 du moteur K et de l'interrupteur-limite 58 du moteur L, de manière que le fonctionnement du réchauf- feur C suive, dans l'ordre voulu, le mouvement de la vanne de chauffage 10 vers sa position d'ouverture en grand. Le circuit de commande comprend un fil 60 allant du contact de l'interrupteur-limite 58 au réchauffeur C et, de la, par le fil 61, à la ligne négative 21.
Résumé du Fonctionnement
En supposant que la température de l'espace clos soit à la valeur désirée, ou presque, le circuit passant par le thermostat E sera ouvert au contact 18 et le cir- cuit passant par le thermostat F sera fermé au contact 29.
Si la tempéra.ture s'élève d-ns l'espace dont on veut régler la température, le thermostat F ferme son circuit au
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contact 18 et désexcite ainsi l'enroulement 19 pour libérer le relais E' et fermer ainsi un circuit d'excitation à travers le moteur K pour imprimer un mouvement de ferme- ture à la vanne de chauffage 10. En même) temps que le moteur K reçoit du courut, le circuit à travers le réchauf- fur auxiliaire G est privé de courant et le courant est t réfère au réchauffeur auxiliaire H du thermostat F.
Par conséquent, le thermostat E se refroidit légèrement, mais le thermostat F reçoit davantage de chaleur. Les co- lonne. de mercure des deux thermostat, se déplacent, par suite, dans des directions opposéne. Toutefois, ce mouve- ment n'est que temporaire puisqu. le courant de chauffée est renvoyé au réchauffeur auxiliaire G du thermostat E, des que la colonne de mercure du thermostat descend au- dessous du contact 18. rendant que le thermostat E se refroidit ou tend à se déplacer vers sa position au-dessous du contact 18, la colonne de mercur. du thermostat F est élevée vers une position plus élevée au-dessus du contact
29.
Il se produit par conséquent un retard dans le refroi- dissement du thermostat F par rapport au thermostat E, puisque le courant de chauffage est de nouveau ramené au thermostat E et. que le thermostat F se refroidit propor- tionnellement que la colonne de mercure du thermostat E descend DU-dessous du contact 18. Ce cycle d'opérntions se poursuit jusqu'à ce que la colonne de mercure du therm- mostat F coupe le contact 29, avant que la colonne de mercuredu thermostat E touche son contact 18. L'ouverture du circuit au contact 29 a pour effet de provoquer l'exci- tation du moteur K pour imprimer des mouvements d'ouverture à la vanne de chauffage 10.
Le thermostat F exécute, d'une manière garnie, le même cycle que celui qui est décrit ci-dessus a propos du thermostat E, jusqu'à ce que la tempe-
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rature voulue soit rétablie dans l'espace D. Lorsque le thermostat F coupe son contact 29, le relais F' est excité de manière à ouvrir le contact 53 et à interrompre ainsi l'arrivée de courant de chauffage a.u réchauffeur auxiliaire G du thermostat E, de sorte que ce thermostat se refroidit dans une mesure telle que sa colonne de mercure s'éloigne davantage du contact 18 et empêche ainsi la fermeture dudit contact pendant que le thermostat F assure le réglage.
La fermeture du thermostat F, à son contact 29, est accélérée par le transfert de la chaleur du réchauffeur s,uxiliaire G au réchauffeur auxiliaire H et par le nouveau supplément de chaleur fourni par l'intermédiaire de la résistance J et du contact fermé 40 du relais F'.
On voit d'après ce qui précède que, dès que l'un des thermostats fonctionne pour exciter le moteur K, les colonnes de mercure des deux thermostats sont déplacées dans des directions opposées à partir des contacts supé- rieurs de ces thermostats. Toutefois, ce mouvement est rapidement supprimé sous l'action du thermostat qui est chargé du réglage. La vanne de chauffa.ge est par conséquent déphcée pas à pas d'une position extrême à l'autre. Ce. mouvement peut, toutefois, être interrompu et inversé à un moment quelconque.
Cependant, lorsque la vanne atteint l'une ou l'autre de ses positions extrêmes, les effets de réglage des thermostats E et F, sont transférés soit à l'appareil de refroidissement B, soit à l'appareil de chauffage supplémentaire C, selon celle des positions ex- trêmes qui est atteinte par la vanne 10. Par exemple, si la vanne se déplace vers sa position de fermeture complète et si la température de l'espace D demeure trop élevée pour assurer le confort le réglage assuré par le thermostat E sera transféré de l'appareil A au moteur L, de manière à
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imprimer un mouvement d'ouverture à la vanne de refroidis- sement 50.
La vanne de refroidissement 50 sera ensuite amenée pas à pas dans toute position nécessaire pour éta- blir la, température désirée à l'intérieur de l'espace D.
Apres fermeture de la vanne 50, le fonctionnement des thermostats E et F sera de nouveau affecte au réglage des entrées en action du moteur K et de la vanne de chauffage 10
En supposant que cette vanne soit amenée à sa posi- tion d'ouverture en grand et que la chaleur fournie soit insuffisante pour maintenir l'espace D à la température désirée, les effets de réglage des thermostats E et F, seront alors appliqués au réchauffeur , essence C ou tous autres dispositifs de chauffage supplémentaires qui pourraient être utiles pour fournir la chaleur voulue lorsque la source d'alimentation de chaleur de l'appareil de chauffage principal A est inefficace ou insuffisante, comrne par exemple pendant les arrêts des wagons de chemin de fer ou lorsque les avions ne volent pas.