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COMPTEUR DE CALORIES.
Dans les installations de distribution d'eau chaude entre diffé- rents preneurs on ne dispose généralement que de compteurs volumétriques de types connus. Or, lorsque les usagers consomment cette eau, elle peut être plus ou moins chaudeoIl n'est donc pas normal de taxer de la même manière des usagers qui ont utilisé des quantités d'eau égales en volume mais pos- sédant des énergies calorifiques différenteso
Remédiant à cet inconvénient,
la présente invention vise un comp- teur d'eau chaude destiné à fournir une intégration constante ou fraction- naire des calories effectivement consommées par l'utilisateuro
Le dispositif selon l'invention mesure une succession de volumes d'eau identiques dont la température est prise à chaque fois pendant un cer- tain temps et toujours le même.L'intégration volume fixe X températures va- riables étant réalisée par des moyens appropriés, ori,lit directement sur un compteur l'ampérage qui correspond exactement aux calories fournies par l'ine- tallation .
Ce dispositif comporte en combinaison : un compteur de débit de l'eau?) un couple thermoélectrique susceptible de débiter dans un compteur élec- trique un courant fonction de la différence entre une température de référence et la température de 1-'eau passant dans le compteur d'eau, et des moyens grä- ce auxquels ce compteur d'eau ferme après chaque passage d'un volume deau dé- terminée le circuit reliant ledit couple audit compteur électrique- et cela durant un temps rigoureusement constante grâce à quoi le compteur électrique enregistre un passage de courant fonction à la fois du débit de l'eau et de sa température.
D'autres avantages et particularités de l'invention ressortiront de la description qui va suivre faite en regard du dessin annexé donné à titre. d9exemple et dont les différentes figures représentent des formes de- réalisa- tiono
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Sur ce dessin :
La figure 1 représente en perspective un dispositif mécanique destiné à assurer la fermeture d'un circuit électrique pendant un temps ri- goureusement constant.
La figure 2 représente ce dispositif peu avant son déclenchement.
La figure 3 représente le même dispositif après déclenchement, le circuit électrique fermé.
La figure 4 le représente dans une position ultérieure.
La figure 5 est un schéma de principe du circuit couple thermoé- lectrique-compteur.
La figure 6 est une vue en perspective d'une autre forme de réa- lisation à barillet à ressort.
La figure 7 est une vue en coupe du barillet.
Les figures 8 et 9 sont deux plans-coupes, respectivement suivant les lignes VIII-VIII et IX-IX.
Les figures 10 et 11 représentent,très schématiquement deux au- tres formes de réalisation utilisant un pendule.
D'après les figures 1 à 4, l'appareil selon l'invention comprend un compteur volumétrique pouvant être d'un type connu soit à turbine soit à piston, installé sur la tuyauterie d'eau chaude. Sur 1 s'axe entraîné par la turbine est fixé un plateau 1 par exemple circulaire.
Le montage de ce pla- teau est réalisé par exemple de façon qu'un tour complet corresponde à un dé- bit de dix litres d'eau. Sur le plateau est monté, excentré par rapport à l'axe de rotation, un petit levier 2 de forme approprié, de préférence triàn- gulaire, pouvant pivoter en autour d'un axe radial, et qui, grâce à un res- sort tend à rester vertical, position correspondant aux figures 1 et 40Un doigt fixe 5 placé en dehors du plateau oblige lors de la rotation du pla- teau le levier 2, à basculer autour de son axe jusqu'au moment et le déplace- ment du plateau lui permet de franchir le doigt fixe en se détendant brusque- ment pour revenir à la position verticale
Un fléau de bascule 6 reposant sur un couteau 7,
vient reposer en position normale contre la butée 8 sous 1-*influence d'un ressort . attaché en un point fixe 10. Dans cette position, une des extrémités du fléau se trou- ve parallèle au doigt ± et voisin de celui-ci comme l'indiquent les figures 1, 2 et 4.L'autre extrémité du fléau porte un rupteur à mercure 11 du type "différé".
Un couple thermoélectrique , figure 5, calculé de façon à four- nir une force électromotrice suffisante est installé pour le pôle chaud 13 sur la canalisation alimentant le compteur volumétrique 15 et aussi près que pos- sible de celui-ci. Un pôle froid 14 est placé par exemple sur la canalisa- tion d'eau froide la plus procheo
Un des fils de sortie 16 du couple est relié directement à une borne d'un compteur électrique 17, l'autre fil 18 est relié à une des élec- trodes du rupteur 11; de l'autre électrode part un fil 19 branché à 1.'autre borne du compteur 17.
Une résistance complémentaire 20 peut être introduite dans ce circuit pour ajuster les indications du compteur 17 qui pourra avan- tageusement être du type électrolytique susceptible d'enregistrer de faibles intensités.
L'ensemble du dispositif décrit ci-dessus doit répondre aux trois conditions suivantes : a) un volume d'eau toujours identique, pouvant passer dans un temps variable, ferme automatiquement le circuit de la pile thermoélectrique. b) le circuit de la pile dont l'intensité est variable par suite des différences de température, se trouve ouvert automatiquement dans un temps
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toujours identique. c) le temps pendant lequel le contact de la pile est. appelé à fonctionner doit être inférieur au temps le plus court dans lequel le vo- lume d'eau choisi comme base de mesure est susceptible de passer dans le compteur volumétrique.
Diaprés les figures 1 à 4, le fonctionnement de l'appareil est le suivant : lorsque le plateau 1. a effectué un tour correspondant par exem- ple à dix litresle levier 2 qui s'était couché par suite de la résistance du doigt fixe 5 se détend brusquement sous l'action du ressort 4.
Dans cette actionil agit sur le fléau 6 de la bascule obligeant celui-ci à un déplacement angulaire calculé à l'avance. Le mercure contenu dans le rupteur 11 passe dans la cavité contenant les deux électrodes, mettant celles-si en contact électrique. Le levier 2 ayant dans son mouvement quitté le contact du fléau 6 celui--ci revient à sa position primitive grâce au res- sort 9,mais le mercure ne peut passer dans l'autre cavité du rupteur 11 que au bout d'un temps calculé à l'avance,, étant obligé de passer par l'étrangle- ment 11' du rupteur.
Ce temps écoulé, les électrodes ne sont plus en contact électrique et le circuit est ouverte Le compteur électrolytique 17figure 5 a donc fonctionné seulement pendant le temps où les électrodes étaient en con- tact électrique.
Evidemment, le rupteur à mercure sera réalisé de telle sorte que le temps de retour du mercure de la cavité où se trouvent les électrodes dans l'autre cavité soit inférieur au temps le plus rapide dans lequel le plateau 1 est susceptible d'accomplir une révolution complète.
@ On assurera donc ainsi une succession de volumes identiques quel- le que soit la vitesse du plateau. Le temps de prise des températures sera toujours le même;, le passage du courant étant réglé d'avance.
L'intégration volume fixe X température variable étant réalisée, on pourra lire directement sur le compteur un ampérage correspondant exacte- ment aux calories fournies par l'installation.
Dans la réalisation décrite ci-dessus, l'axe moteur de la turbi- ne peut s'arrêter dans n'importe quelle position jamais le courant ne risque- ra de passer indéfiniment dans le circuit.
Le dispositif représenté sur les figures 6 à 9 comprend essen- tiellement un barillet dont le tambour 1 est monté fou sur l'axe 2, choisi sur le compteur volumétrique tandis que l'extrémité centrale du ressort 2 de ce barillet est fixée sur une virole 4 solidaire de cet axe.Dans ce ba- rillet est articulé, de façon à pouvoir pivoter dans le plan vertical, un doigt ± qui fait saillie à 1'extérieur du barillet et qu'un ressort 6 tend toujours à ramener dans sa position horizontale (en trait plein sur la fi- gure 6)Sur l'axe 4 est d'autre part calée une came 7, susceptible de soule- ver le doigt 5.
Celui-ci coopère d'autre part, dans les conditions qui se- ront décrites plus loin avec le bras 8 d'un interrupteur à mercure 9 dont les deux électrodes sont respectivement reliées au couple thermo-électrique et au compteur électrique. Un ressort 10 tend toujours à ramener cet inter- rupteur dans la position de fermeture du circuit (position opposée à celle représentée sur la figure 6).Les deux positions limites du bras 8 sont dé- terminées par les deux branches de la butée 12.
La vitesse de rotation du barillet 1 sous Inaction de son res- sort 1 est maintenue rigoureusement constante grâce à un système d'échappe- ment à ancre 11 de tout type connu approprié.
Ce dispositif fonctionne de la façon suivante :
Au repos;,, les organes sont dans la position représentée sur la figure 6. Le doigt ± du barillet 1, que son ressort tend toujours à faire tourner dans le sens de la flèche, bloque le bras 8 dans la position pour la- quelle le circuit est coupé par l'interrupteur 9.
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Lorsque 1?eau circule dans la turbine du compteur volumétrique, l'axe 2 tourne dans le sens de la flèche en remontant le ressort 1 puisque le barillet est immobilisé par le bras 8 contre lequel bute le doigt 5.
Toutefois, à un certain moment, la came qui tourne avec l'axe soulève le doigt ±; le bras 8 se trouve ainsi libéré et,sous l'action du ressort 10, l'interrupteur 2, vient dans la position pour laquelle le circuit est fennec En même temps, puisque le doigt a échappé au bras 8, le barillet peut tourner sous l'action de son ressort Après une révolution complète, effectuée toujours dans le même temps grâce à l'échappement à ancre 11, le doigt ± heurte à nouveau le bras 8 et le ramène, à la position représentée sur la figure 6, pour laquelle le circuit est coupé.
La vitesse de la rotation du barillet 1 doit évidemment être ré- glée à une valeur légèrement supérieure à celle de la vitesse maximum de l'a- xe 2. De cette façon, le doigt ± est toujours revenu à sa position normale lorsque la came 2 arrive de nouveau à sa hauteur.
Comme d'une part, une révolution complète de l'axe 2, s'effectue toujours pour le même débit d'eau chaude, et a pour effet de provoquer une fermeture du circuit électrique pendant un temps rigoureusement constant et que, d'autre part, le couple thermo-éléctrique débite un courant fonction de la température de l'eau chaude,il est évident que le compteur électrique en- registre bien un passage de courant fonction à la fois du débit de l'eau et de sa température.
Pour limiter l'effort au cas d'un débit du compteur supérieur à 1a vitesse de l'échappement 11, le ressort 1 est accroché sur le barillet 1 par l'intermédiaire d'un ressort 13 (figure 9).
On décrira maintenant le dispositif représenté sur la figure 10.
L'axe 2¯ entraîné par le mécanisme de la turbine du compteur volumétrique, por- te un dispositif articulé ou plus simplement une lame de ressort 14 qui par suite de la rotation de la turbine, vient, pour chaque tour de l'axe 2, buter contre un point fixe 15 situé à une distance convenable de cet axe. Celui-ci continuant son mouvement de rotation, le ressort 14 se courbe jusqu'au moment ou il lui est possible d'échapper brusquement du point fixe 15. A ce moment, se déclenchant avec une certaine puissance, il vient frapper l'extrémité d'un balancier 16 auquel il imprime un certain déplacement avant de s'en li- bérer pour atteindre la position de détente complète 16'.
Le balancier 16,dont la longueur et le poids ont été choisis à l'avance, continue son mouvement pendulaire jusqu'au moment, où ses amplitudes diminuant, il s'immobilise à la position verticale primitive.
Il est à remarquer que le temps de battement du balancier pour revenir à cette position est toujours identique, le mouvement déclenchant la plus grande amplitude étant toujours égal en force et déterminé dans l'exem- ple choisi par l'élasticité du ressort 14 vis à vis du point fixe.
Le balancier porte l'interrupteur à mercure 9 de forme et de poids aussi réduits que possible.
Lorsque le balancier est au reposle mercure se trouve à la par- tie creuse de la cellule. Dès que le balancier est lancé par la détente du ressort 14, les électrodes viennent en contact alternativement avec la masse de mercure établissant ainsi pendant une fraction de temps le passage du cou- rant.
La totalité des temps de contact étant en fonction du temps au balancement du balancier, toujours identique à lui; même pour chaque détente du ressort 14, on mesure, pour chaque rotation de l'axe 2, un "temps de prise de température" toujours semblable à lui même.
Une simplification au dispositif décrit ci-dessus peut être réalisé de la façon suivante,figure 11. Laxe de rotation 2 porte un doigt rigide 17 qui, au cours de sa course vient à un moment en contact avec l'extré- mité du balancier 16.
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Les dispositions relatives du balancier et de l'axe ont été choisies de telle sorte qu'à un moment donnée 1?extrémité du balancier puisse échapper au doigt 17 lorsque celui-ci a parcouru une portion de cercle. La cellule à mercure 9 ne porte des électrodes qu9à 1?une de ses extrémités de telle sorte que le cou- rant ne puisse s9établir qu'au moment où le balancier ayant échappé au doigt vient dans une position opposée. Cette disposition évite un contact intem- pestif lorsqu'il se produit un arrêt du compteur volume trique done du doigt 17 entre le moment où ce doigt attaque le balancier et le moment où il le li- bère.
La mesure des "temps de prise de température" correspond à la moitié du temps de balancement du pendule et est toujours identique à lui- même le point de séparation du doigt et du balancier étant invariable.
Dans la description qui précède, on a plus spécialement décrit l'application de 1?invention aux compteurs d'eau chaude. Il est bien évident cependant qu'elle peut recevoir d'autres applications. Elle peut notamment être- appliquée aux compteurs de calories en général, par exemple pour instal- lation de chauffage central. Dans cette dernière application, on pourra avan- tageusement prendre comme température de référence celle du retour du fluide chauffant.