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CHAUFFE EAU A GAZ A ACCUMULATION.
La présente invention se rapporte à un générateur d'eau chaude chauffé au gaz, dans lequel l'eau chauffée dans un chauffe-eau instantané circule par thermosiphon entre ce réchauffeur et un réservoir d'accumula- tion qui lui est relié. Par l'accumulation dans un tel chauffe-eau combiné, on doit comme on le sait arriver au résultat que des quantités d'eau chaude à une température d'utilisation déterminée, plus grandes que celles qu'un ré- chauffeur instantané seul pourrait fournir, sont rapidement disponibles. Dans de tels chauffe-eau combinés on a jusqu'ici prélevé l'eau chaude directement de l'accumulateur. Ceci suppose cependant que l'eau est emmagasinée à la tem- pérature d'utilisation désirée, qui est relativement haute.
Une accumulation d'eau à la température d'utilisation élevée n'est cependant pas économique car des pertes de chaleur très élevées résultent du refroidissement inévita- ble.
L'invention est basée sur l'observation que l'on peut atteindre le but envisagé d'une manière plus économique en emmagasinant l'eau à une tem- pérature plus basse dans de tels chauffe-eau combinés avec circulation par thermosiphon et en faisant retraverser à l'eau puisée le chauffe-eau instan- tané pour obtenir la température d'utilisation. Pour arriver à ce résultat, selon l'invention, on prévoit entre le raccordement d'eau froide arrivant à l'accumulateur et la conduite de puisage raccordée au chauffe-eau instanta- né un dispositif d'arrêt, destiné à interrompre la circulation d'eau par ther- mosiphon, .qui entre en action lorsque l'on ouvre le robinet de puisage.
Dans' un tel arrangement le chauffe-eau instantané assume à la fois deux fonctions, à savoir, d'une part le chauffage progressif de l'eau froide à la température' d'accumulation, une circulation permanente de .l'eau d'accumulation ayant lieu, et d'autre part le chauffage complémentaire de l'eau accumulée, avant le pui- sage.
Par cette utilisation double du chauffe-eau instantané on évite d'une part de plus grandes pertes de chaleur dans l'accumulateur et on obtient d'au- tre part le résultat qu'une quantité d'eau d'utilisation suffisamment grande est rapidement disponible.. )
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L'invention a en outre pour objet de perfectionner le chauffe- eau combiné à thermosiphon et chauffage complémentaire en lui adjoignant des dispositifs de réglage appropriés, au moyen desquels on obtient une tem- pérature de sortie constante et réglable, même si la température qui sort de l'accumulateur se refroidit peu à peu par son mélange avec l'eau froide qui entre.
Certains organes, qui sont prévus pour la commande automatique du dis- positif d'arrêt précité, peuvent d'ailleurs être utilisés en même temps pour actionner le dispositif de réglage, comme cela est décrit dans les deux exem- ples de réalisation ci-après.
La description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre comment l'in- vention peut être mise en pratique.
La figure 1 représente schématiquement un chauffe-eau combiné avec réglage du débit d'eau et du brûleur à gaz, partiellement en coupe.
La figure 2 est une coupe suivant la ligne A-A du régulateur de débit d'eau de la figure 1.
La figure 3 représente un autre exemple de réalisation de l'in- vention.
A la figure 1 est représenté un accumulateur 1 isolé de tous cô- tés qui est relié par une conduite de communication inférieure 2 et une con- duite de communication supérieure 3 à un chauffe-eau instantané d'un type connu et qui n'a pas besoin par conséquent d'être décrit avec plus de préci- sion. Ce chauffe-eau instantané se compose d'une chambre de chauffe 4 dispo- sée au-dessùs d'un brûleur à gaz 5. La chambre de chauffe 4 est entourée d'un serpentin de conduite d'eau 6 et limitée à sa partie supérieure par un bloc de lamelles 7, qui est traversé plusieurs fois par les tuyaux d'eau.
Dans chacune des conduites 2 et 3 est installée une vanne d'arrêt à piston, 8 et 9. Les deux pistons d'arrêt 8 et 9 sont reliés entre eux et avec une membrane en caoutchouc 11 par une tige de commande 10. L'extrémité de la tige de commande la qui traverse la membrane 11 porte un corps de cla- pet 12. La membrane 11 partage l'espace intérieur d'un boitier de membrane 11' en un compartiment supérieur et un compartiment inférieur. Le comparti- ment inférieur est raccordé à la conduite d'eau froide au-dessus du clapet de réglage 12. Une conduite étranglée 27 relie d'autre part le compartiment inférieur avec l'accumulateur 1 et également avec la conduite inférieure de communication 2. Dans le compartiment supérieur est disposé un ressort de compression 13 chargeant la membrane 11.
Le compartiment supérieur 8 est re- lié par une conduite de dérivation 28 à la conduite supérieure de communica- tion 3 et par une autre conduite de dérivation 29 à la conduite inférieure de communication 2. Les conduites de dérivation 28 et 29 sont disposées de telle façon que lorsque les vannes d'arrêt 8 et 9 sont fermées il se produit un écoulement entre la conduite supérieure de communication 3 et le raccor- dement inférieur du serpentin 6 en passant par le compartiment supérieur de membrane. A l'entrée dans le compartiment supérieur de l'eau qui sort de la conduite de dérivation 28, l'eau pénètre en traversant un étranglement, qui est réglable au moyen d'un corps de clapet 14 (voir figure 2).
Le corps de clapet 14 est fixé à un thermostat 15, qui est disposé dans le compartiment supérieur et qui peut être déplacé au moyen d'un volant à main 16 par l'in- termédiaire d'une tige. Le point de réglage du thermostat 15 peut être lu sur une échelle 17 graduée en degrés de température. La conduite de puisage 18 est reliée sur le côté du chauffe-eau instantané à la conduite supérieure de communication 3. Dans un élargissement de la conduite de puisage 18 est installée une sonde thermométrique 19, qui est en liaison avec un élément ex- pansible 20. La conduite de puisage 18 est fermée en bas par un robinet de puisage 30. L'élément expansible 20 est fixé dans le boitier d'un clapet à gaz 22, boîtier qui supporte le brûleur à gaz 5.
L'élément expansible 20 a= git sur le clapet à gaz 22 en le déplagant au moyen d'une tige-poussoir 21, ce clapet étant appuyé dynamiquement contre la tige-poussoir 21 par un res- sort de clapet 26. Dans le boîtier du clapet à gaz est disposé un autre élé- ment expansible 23, qui est relié à un étrier 25. L'étrier 25 entoure l'élé-
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ment expansible 20 et la tige-poussoir 21 et peut par suite agir également sur le clapet 22 en le déplaçant lorsque l'expansion de l'élément expansi- ble 23 surpasse celle de l'élément expansible 20. L'élément expansible'23 est relié à une sonde thermométrique 24 placée au fond de l'accumulateur 1.
Le dispositif décrit fonctionne de la façon suivante :
Quand l'appareil fonctionne en accumulateur, une circulation d'eau continue entre l'accumulateur 1 et le chauffe-eau instantané se produit sous l'effet de la force ascensionnelle de l'eau chauffée dans le serpentin 6, de sorte que l'eau froide s'écoule vers le serpentin 6 par la conduite de commu- nication inférieure 2 et que l'eau chauffée retourne à l'accumulateur 1 par la conduite de communication supérieure 3. Lorsque tout le contenu de l'accu- mulateur s'est échauffé à la température réglée à la sonde thermométrique 24, l'arrivée de gaz au brûleur 5 est réduite par le clapet 22 à un point tel que l'appareil ne regoit plus que la chaleur nécessaire au maintien de la tempé- rature de réglage.
Lorsqu'on puise de l'eau chaude il se produit entre les comparti- ments supérieur et inférieur de la membrane 11 une différence de pression dy- namique résultant de la résistance à l'écoulement éprouvée par le courant d'eau dans la conduite 27, dans la traversée de l'accumulateur 1 et dans le clapet d'étranglement 14. Sous l'effet de cette différence de pression la membrane 11 se meut vers le haut et la clapet de réglage 12 se rapproche de son siège jusqu'à ce qu'un équilibre s'établisse entre la force qui soulève la membrane 11 et la réaction du ressort 13. Lors du soulèvement de la membrane 11 les' pistons 8 et 9 ferment les conduites de communication 2 et 3.
L'eau chaude, qui est refoulée par la poussée de l'eau froide qui entre dans l'accumulateur 1 par la conduite 27, parvient alors au serpentin 6 en passant par les condui- tes de dérivation 28 et 29 et, après être sortie du chauffe-eau instantané, parvient au robinet de puisage 30 par la conduite de puisage 18. Il se produit ainsi un réchauffage complémentaire de l'eau d'accumulation, et aussi en même temps un réglage du débit d'eau.- Dans la mesure précisément où l'eau qui sort de l'accumulateur 1 par la conduite de dérivation 28 et pénètre dans le com- partiment supérieur se refroidit, le thermostat 15 se contracte et réduit le débit d'eau qui s'écoule vers le chauffe-eau instantané par le clapet 14.
Cet étranglement, que l'on peut régler d'après l'échelle 17 et qui varie en outre en fonction de la température,détermine le point de réglage du régulateur de débit d'eau,dont le clapet de réglage 12 est commandé par la membrane 11 à charge initiale. Ainsi, quelles que soient les fluctuations de la pression d'eau, le débit d'eau qui traverse le chauffe-eau instantané pour réchauffage complémentaire est toujours juste suffisant pour que la température de sortie réglée sur l'échelle 17 soit atteinte. Les variations résiduelles de la tem- pérature de sortie, produites en particulier par les variations de pression du gaz ou du pouvoir calorifique, peuvent être éliminées, au moyen de la sonde thermométrique 19 et de l'élément expansible 20 correspondant, par réglage de l'admission de gaz.
Dans l'exemple de réalisation illustré,il est remarquable que dans le réchauffage complémentaire également, bien que l'eau sorte de l'accu- mulateur à la partie supérieure, la circulation dans le chauffe-eau a lieu de bas en haut. Ceci présente l'avantage que, également dans le réchauffage de l'eau accumulée, les conditions habituelles d'échange de chaleur règnent dans le chauffe-eau instantané.
Il n'en est pas ainsi dans l'exemple de réalisation représenté à la figure 3. Le chauffe-eau instantané 31 est ici également relié à l'accu- mulateur 34 par des conduites de communication inférieure 32 et supérieure 33. Ici cependant la conduite de puisage 35 est raccordée à la conduite de communication inférieure 32 dans laquelle est installé un clapet de fermetu- re 36. Le clapet de fermeture 36 est actionné par une membrane 38 chargée par un ressort 37, membrane qui commande en même temps un clapet de réglage 40 disposé à l'arrivée de l'eau froide 39. L'eau froide pénètre dans la con- duite de communication inférieure 32 par une conduite 41, un clapet d'étran- glement réglable 42 et un conduit 43.
Le clapet d'étranglement 42 peut être
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réglé au'moyen d'un volant à main 44 d'après une échelle de température 45.
En outre, lé clapet d'étranglement 42 est sous l'influence d'un élément ex- pansible 46, qui est relié à une sonde thermométrique 47 installée dans la conduite de communication supérieure 33. L'espace situé au-dessus de la mem- brane 38 est relié au conduit 43 par une conduite 48. Quand le robinet de puisage 49 est ouvert il se produit un courant d'eau entre l'arrivée d'eau froide 39 et l'accumulateur 34 à travers le clapet de réglage 40, la condui- te 41, le clapet d'étranglement 42, le conduit 43 et la conduite de communi- cation 32. Par suite de l'arrivée d'eau froide, de l'eau accumulée est refou- lée hors de l'accumulateur 34 par la conduite de communication supérieure 33 dans le chauffe-eau instantané 31 où elle subit un réchauffage complémentaire à la température d'utilisation avant d'atteindre la conduite de puisage 35 et le robinet de puisage 40.
Par suite de cette circulation d'eau, il se produit, comme dans le premier exemple de réalisation, une différence de pres- sion dynamique des deux côtés de la membrane 38, pression par laquelle la membrane 38 est soulevée et le clapet de fermeture 36 fermé. Ceci cause l'in- terruption de la circulation par thermosiphon entre le chauffe-eau instantané
31 et l'accumulateur 34. Un réglage¯automatique de débit d'eau s'effectue au moyen de la membrane 38 chargée par un ressort et du clapet de réglage 40.
La valeur réglée du débit d'eau s'établit d'après la section de passage exis- tante du clapet d'étranglement 42. Cette section de passage est réglée d'après l'échelle 45, qui indique la température de sortie désirée. La sonde thermo- métrique 47 et l'élément expansible correspondant 46 font varier la section de passage du clapet d'étranglement 42 en fonction de la température de l'eau s'écoulant de l'accumulateur 34 au chauffe-eau instantané. Plus la températu- re de l'eau d'accumulation tombe, et plus la section de passage du clapet d'é- tranglement 42 diminue, c'est-à-dire plus le débit de l'eau se dirigeant vers le chauffe-eau instantané pour réchauffage complémentaire diminue, de sorte que pour une production de chaleur uniforme du chauffe-eau instantané la tem- pérature de sortie reste constante.
Il va de soi que sans sortir du cadre de la présente invention des modifications peuvent être apportées au dispositif décrit.