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DISPOSITIF DE REGLAGE DE L'ALIMENTATION EN COMBUSTIBLE, PARTICULIEREMENT
APPLICABLE AUX APPAREILS DE CHAUFFAGE DES LIQUIDES PAR LE GAZ.
La présente invention concerne un dispositif de réglage pour ap- pareils chauffés par un combustible liquide ou gazeux et dans lesquels l'ar- rivée de combustible est réglée de telle façon que la chaleur libérée par la combustion fournisse à l'appareil une puissance calorifique constante.
Ce dispositif de réglage intervient en premier lieu dans les appareils de chauffage des liquides par le gaz et il constitue dans ce domaine d' applica tion un régulateur avantageux de la puissance calorifique. Toutefois)) le dispositif de réglage peut aussi trouver son application dans tous les autres cas qui peuvent se présenter, dans lesquels on connaît déjà en soi des régu- lateurs de puissance calorifique ne possédant pas cependant à l'emploi les avantages de l'invention,
La présente invention va être exposée plus en détail ci-après dans son application à une chaudière à eau chaude chauffée par le gaz.
A pression de gaz constante, la puissance d'un appareil de chauf- fage de liquide parle gaz dépend de la chaleur fournie par le combustible gazeux., chaleur qui peut varier selon le pouvoir calorifique et la densité du gaz. Comme la puissance est le produit du débit d'eau par la différence de température entre l'entrée et la sortie de l'eau)1 une variation dans la quantité de chaleur fournie peut se traduire soit., le débit d'eau restant constant}, par une variation de la différence de température soit., cette différence restant constantepar une variation du débit d'eau.
En cosse- quence, on pourrait effectuer un réglage de la puissance de façon à régler à une valeur constante soit le débit d'eau, soit la différence de tempéra- ture, et à employer l'autre facteur pour commander un clapet à gaz dans la canalisation d'alimentation du brûleur Toutefois, avec ce mode de réglage de la Puissance, deux régulateurs sont nécessaires:
un régulateur d'eau et un régulateur de température. En outre ce réglage ne peut être employé que dans les cas où l'on dispose dans le courant d'eau de forces suffisantes pour commander un régulateur de débit d'eau ou un clapet à gazo Ce n'estmal- heureusement pas toujours le cas., par exemple dans les chaudières à eau chaude qui sont utilisées dans les installations de chauffage central à cir-
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culation par thermo-siphon, Dans ce cas, en effet,
on ne dispose pour as- surer la circulation de l'eau chaude dans l'installation que de la faible énergie ascensionnelle que présente l'eau chaude par rapport à l'eau froi- de
Le problème qui se présente alors est résolu selon l'invention par un régulateur de puissance dans lequel une sonde calorifique disposée sur la conduite d'amenée d'eau froide est reliée de façon thermo-conductrice à une autre sonde placée sur la conduite d'eau chaude, les corps de dilatation des sondes étant disposées de telle façon que la force différentielle ré- sultant de leurs tensions calorifiques agissent sur un organe d'étrangle- ment placé dans la conduite d'amenée de gaz au brûleur de l'appareil.
Avec cette disposition des sondes calorifiques, leur température dépend du flux calorifique qui se produit dans la liaison conductrice. Si l'on constitue cette liaison conductrice de la chaleur de telle façon que, entre chacune des sondes et la paroi de la conduite d'eau froide ou d'eau chaude il y ait une conductibilité calorifique aussi élevée que possible et entre les deux sondes une conductibilité beaucoup plus faible., la différence de température entre les sondes est également influencée par la vitesse de circulation de l'eau, La température des sondes s'approche d'autant plus de la température de l'eau dans la conduite d'eau chaude ou d'eau froide que la vitesse de l'eau et, par conséquente le débit de l'eau sont plus grands.
Les dimensions et la conductibilité calorifique de la liaison conductrice sont choisies de telle sorte que, pour une puissance constante, la diffé- rence de dilatation des corps dilatables conserve la même valeur.
L'organe d'étranglement est disposé de telle façon que les efforts se neu- tralisent alors et qu'il ne subisse pas de déplacement. On y parvient de façon avantageuse en le disposant coaxialement avec les corps de dilatatim et en le reliant de part et d'autre à ces derniers par un ressort de même puissance. Lorsque la puissance croit ou diminue, la différence de tempé- rature entre les sondes monte et descend en même temps, que ce soit le dé- bit d'eau ou la différence de température de l'eau qui varie, ou les deux en même temps. Une variation de la différence de température entre les son- des a toutefois pour conséquence que les dilatations, rapportées à la posi- tion de l'organe d'étranglement, ne se compensent plus réciproquement.
L'or- gane d'étranglement modifie par conséquent la section de passage du gaz jus- qu'à ce que la puissance ait retrouvé sa valeur primitive. Afin que le dé- bit de gaz qui est réglé par l'organe d'étranglement soit indépendant de la pression de gaz qui règne dans la conduite d'alimentation, l'organe d'é- tranglement est de préférence disposé dans le canal de by-pass d'un régula- teur différentiel de pression de gaz. L'utilisation d'un tel régulateur pré- sente l'avantage de rendre le débit de gaz vers le brûleur indépendant de la température de celui-ci.
Si l'on utilisait un régulateur de pression placé au brûleur, il arriverait au brûleur trop de gaz au début de la mise en ser- vice, le brûleur étant froid, parce que, en service, le brûleur à l'état chaud est réglé sur la pleine charge et que le gaz chauffé dans le brûleur avant sa sortie des orifices de celui-ci possède par unité de volume un pou- voir calorifique plus faible que dans le brûleur froid.
Les sondes calorifiques peuvent aussi être-partiellement emplies d'un liquide bouillant facilement et chacun des corps de dilatation être char- gé par un ressort qui absorbe la force antagoniste du corps de dilatation exercée par la pression de vapeur du liquide de remplissage. De plus, la sonde calorifique qui est relié à la conduite d'eau chaude est chargée par un autre ressort qui est monté en série avec le premier et qui n'est com- primé qu'à partir d'une pression réglable. Lorsque cette pression, qui correspond à une température déterminée de l'eau, est atteinte, le ressort supplémentaire modifie la caractéristique de déplacement du corps de dila- tation dans un sens tel que, si la température continue de monter, le clapet à gaz soit fermé plus rapidement.
L'amenée de gaz est de ce fait réduite tand que la température réglée n'est pas dépassée.
La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut
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être mise en pratique.
La figure 1 représente en coupe longitudinale un régulateur de puissance sans réglage de la température amono
Les figures la et 1b sont des coupes transversal par a-b et c-d de la figure 1.
La figure 2 montre en coupe longitudinale un régulateur de puis- sance avec réglage de la température.
Dans la forme d'exécution représentée figure 1, le gaz arrive' en A, pénètre, par la section libre entre --- le siège 1 et l'organe de ré- glage 2 et entre le siège 3 et l'organe 4, dans la chambre située au-des- sous d'un disque 5 flottant dans le courant de gaz, et se divise à cet en- droit en un courant qui passe à travers la fente annulaire entre le disque 5 et le boîtier 6 et un autre courant¯qui passe dans un canal 7,à travers la section libre entre un siège 8 et un organe d'étranglement 9 et dans un canal 7a. Les deux courants précités se réunissent dans la chambre située au-dessus du disque 5 et sont envoyés par une tubulure B au brûleur D d'une chaudière à eau chaude G.
Coaxialement avec l'organe d'étranglement 9 sont disposés des corps de dilatation 10 et 11 qui sont reliés par des tubes ca- pillaires 12-13 à des sondes calorifiques 14-15 placées dans une pièce de liaison thermo-conductrice 16 entre une conduite d'eau chaude 17 et une con- duite d'eau froide 18. La pièce de liaison conductrice 16 est réalisée de la fagon suivante; entre les sondes 14-15 se trouve une tôle de constantan ou une pièce analogue relativement mauvaise conductrice de la chaleur, tandis que les conduites d'eau froide et d'eau chaude 18-17 sont reliées aux sondes 14-15 par des tôles de cuivre, c'est-à-dire;par des conducteurs calo- rifiques aussi bons que possible.
Chacun des corps de dilatation est coif- fé par une douille 19-20 servant à guider une tige 21 à laquelle est fixé l'organe d'étranglement 9. Entre l'extrémité de chaque douille et cet or- gane d'étranglement est disposé un ressort 22-23 de même force qui règle toujours la position de l'organe d'étranglement 9 à mi-chemin entre les corps de dilatation 10 et 11. Lorsque ces derniers se dilatent dans la même mesure, il ne se produit donc aucun déplacement de l'organe d'étrangle- ment 9.
C'est seulement quand l'un des corps 10-11 se dilate plus que l'au- tre que l'organe d'étranglement 9 est déplacé, ce qui modifie en conséquence le débit de gaz qui s'écoule vers le brûleur Do La différence de pression entre les deux chambres situées respectivement au-dessus et au-dessous du disque 5 reste toutefois la même., car ce disque se déplace de façon corres- pondanteo
Lorsque, au lieu d'être emplies d'un liquide dilatable, les sondes calorifiques 14-15 sont partiellement emplies d'un liquide bouillant facilement, les corps de dilatation 10-il' sont chargés chacun d'un ressort 24-25 destiné à absorber la pression exercée par la valeur du liquide de remplissage.
Les ressorts 24-25 sont de préférence disposés dans le boî- tier de telle fagon que le courant de gaz ne soit pas obligé de passer à travers les spires des ressortso
Le mode de fonctionnement du dispositif ainsi décrit est le suivant :
Dans la position d'équilibre représentée, le brûleur D de la chaudière à eau chaude G reçoit une quantité de gaz déterminée par la posi- tion du corps de clapet 9 de sorte que l'eau de retour froide provenant de l'installation de chauffage et circulant dans la conduite 18 est réchauffée et est amenée dans la conduite à eau chaude amont 17 de l'installation de chauffage.
A travers la liaison conductrice 16 entre la canalisation de retour 18 et la canalisation amont 17, il se produit un flux calorifique qui dépend, d'une part, de la différence de température entre l'eau amont
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et l'eau de retour et, d'autre part., de la vitesse de l'eau, c'est-à-dire du débit d'eau dans les conduites 17-18.
Il se produit, en conséquence entre les sondes 14-15 une différence de température qui est naturellement plus faible que la différence de température entre l'eau amont et l'eau de retour 0 il est important de noter que cette différence de température entre les sondes calorifiques 14-15 constitue une mesure de la puissance, c'est- à-dire du produit du débit d'eau par la différence de température de l'eau.
Cette différence de température entre les sondes 14 et 15 varie naturelle- ment, pour une vitesse de l'eau et par conséquent un débit d'eau constants, lorsque la température de l'eau amont ou de 1-'eau de retour varie. Cette différence de température varie aussi toutefois lorsque, pour des températu- res constantes de l'eau amont et de l'eau de retour, la vitesse, donc le dé- bit de l'eau, croissent ou diminuent.
Cela provient du fait que le flux ca= lorifique dans la liaison conductrice 16 est entravé par la mauvaise conducti- bilité calorifique entre les sondes 14-15 de sorte que les températures des sondes 14-15 sont plus proches des températures de l'eau dans les conduites 17-18p si bien que la différence de température entre les sondes 14-15 est modifiée en dépit de la constance des températures de 1-'eau.
Si -quelle que soit la cause - la différence de température entre les sondes 14-15 varie, l'équilibre des forces qui règnent sur le corps de clapet 9 est rompu et., sous l'effet de la décharge ou de la charge des res- sorts 22-23 par les corps de dilatation 10-11 le corps de clapet 9 est dé- placé dans le sens de l'ouverture ou de la fermeture jusqu'à ce que la varia- tion de la différence de température entre les sondes 14-15 ait disparuo
Pour obtenir que, même en cas de variation de la pression du gaza une position déterminée du corps de clapet 9 corresponde à un débit de gaz déterminé, la pression différentielle qui règne à la section de passage 8-9 est maintenue constante d'une manière connue par le disque flottant 5 et les clapets 1-2 et 3-4.
Selon la forme d'exécution représentée figure 2, deux corps de dilatation 10'-11' correspondant aux corps de dilatation 10 et 11 sont dis- posés sur une plaque 27 fixée dans le boîtier 26, tandis que l'organe d'étran- glement 9' se trouve à l'extérieur du dispositif thermostatique. Dans ce cas également., un déplacement de l'organe détranglement 9' ne-se produit que lorsque la différence de dilatation entre les corps 10' et 11' s'est modifiée. Les forces de dilatation sont transmises, d'une part, par un. étrier 29 et un ressort 22' et, d'autre part, par un ressort de même-force
23', des corps de dilatation 10' et 11' à une plaque 28 qui est reliée.à
1-'organe d'étranglement 9' par une tige 21'.
Le corps de dilatation 10' qui est relié à la sonde calorifique 14 placée sur la conduite d'eau chaude 17, est chargé par les deux ressorts 24' et 30' montés en série. Jusqu'à une force de ressort déterminée, réglable au moyen d'une vis 31, tous les allongements du corps 10 sont uniquement absorbés par le ressort 24'.
Ce n'est que lorsque la force ainsi réglée est atteinte, force qui correspond à une température déterminée de 1-'eau chaudeque le ressort 30' est égale-- ment comprimé, un chapeau 32 soulevant un plateau de ressort 33 de sa bague d'appui 34 prévue dans le boîtier 260
Le mode de fonctionnement du dispositif représenté figure 2 cor- respond à celui qui a déjà été décrit. Si. toutefois, la température de la sonde 14 dépasse une certaine valeur réglable au moyen de la vis 31, la course du corps de dilatation correspondant 10' devient assez grande.pour que le ressort 24 surmonte la force réglée en 31 du ressort 30' et soulève le chapeau 32.
Dans cet état, le corps de dilatation 10' est chargé par les ressorts 24'-30' en série et reçoit de ce fait une autre caractéristique de courseo Il en résulte que dans cette zone de fonctionnement, le corps de clapet 9' est davantage introduit dans le siège 8 et que l'arrivée de gaz au brûleur est étranglée jusqu'à ce que la température réglée pour l'eau chaude ne soit plus dépassée.
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Il va de soi quesans sortir du cadre de l'invention, on pourra apporter des modifications aux formes d'exécution qui viennent d'ê- tre décrites.
Résumé
1 ) Dispositif de réglage de l'alimentation en combustible des appareils chauffés au moyen de combustible liquide ou gazeux, en particulier des appareils de chauffage des liquides par le gaz ,caractérisé par le fait qu'une sonde calorifique disposée sur la conduite d'arrivée d'eau froide est reliée à une autre sonde calorifique disposée sur la conduite de départ d'eau chaude au moyen d'un conducteur calorifique et que les corps de dilatation des sondes sont disposés de telle façon que la force diffé- rentielle des tensions de dilatation agisse sur un corps d'étranglement pré- vu dans la canalisation d'amenée de gaz au brûleur.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.