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Installation de chauffage La présente invention a pour objet une installation de chauffage qui pourrait être, par exemple, une installation de chauffage de voiture de chemin de fer.
Cette installation est caractérisée selon l'invention par un circuit de circulation primaire dans lequel sont montés en série une chaudière à combustible liquide, un éjecteur, un réchauffeur pourvu d'un élément de chauffage par la vapeur et d'un élément de chauffage électrique, une pompe d'alimentation de circulation dont le refoulement est relié directement à l'entrée de la chaudière, et par un circuit secondaire comprenant plusieurs éléments de chauffage et une deuxième pompe de circulation dont l'admission est reliée à un point du circuit primaire situé à la sortie du réchauffeur, le conduit de retour dudit circuit secondaire étant relié au circuit primaire par ledit éjecteur,
de sorte qu'au moyen de ladite deuxième pompe de circulation on puisse faire circuler l'eau dans le circuit secondaire et en même temps provoquer une circulation de l'eau dans le circuit primaire, des dispositifs de commande étant prévus pour commander automatiquement l'allumage et l'alimentation en combustible de la chaudière et l'alimentation en vapeur de l'élément correspondant du réchauffeur.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'installation suivant l'invention La fig. 1 est une vue schématique de cette forme d'exécution, et la fig. 2 est un schéma des circuits électriques de cette forme d'exécution. L'installation de chauffage représentée, qui sert à chauffer une enceinte A, comprend un circuit de circulation primaire B et un circuit de circulation secondaire C.
Le circuit de circulation primaire B comprend des tuyaux 16, 17, 18, 19, 20, 21 et 22 qui relient en série, dans l'ordre cité, une chaudière à combustible liquide 23, un chauffe-eau 24 pour de l'eau de lavage, un éjecteur 35, un réchauffeur 25 pourvu d'éléments de chauffage électriques 29 et d'éléments de chauffage à vapeur 28 et une pompe de circulation d'alimentation 26 dont le refoulement est relié directement à l'entrée de la chaudière 23 et qui est entraînée par un moteur électrique 27. Ladite pompe 26 étant une pompe du type dit centrifuge, permet le passage de l'eau même si elle n'est pas en marche.
La référence 16a désigne une soupape de retenue montée dans la conduite 16 à la sortie de la chaudière. Cette soupape est chargée de façon à permettre une circulation d'eau maximum dans la conduite 16 lorsque la pompe 26 fonctionne mais se ferme en partie pour réduire le passage d'eau dans la conduite 16 lorsque la pompe 26 ne fonctionne pas. Les éléments de chauffage 28 et 29 du réchauffeur 25 peuvent fonctionner indépendamment. L'élément de chauffage 28 est relié par une conduite 30 à une conduite de vapeur 31. Une soupape d'arrêt 32 ainsi qu'une soupape de réglage 33 commandée automatiquement sont intercalées dans la conduite 30.
Cette soupape de réglage 33 comporte un organe obturateur 33a commandé par un thermostat 33b logé dans une chambre 33c. Une conduite d7éva- cuation 34 relie la sortie de l'élément 28 à la chambre 33c, de sorte que l'organe obturateur 33a est com-
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mandé en fonction de la température à la sortie de l'élément 28.
Lorsque l'élément de chauffage électrique 29 est utilisé pour chauffer l'eau, il est connecté à la source principale d'énergie électrique.
Le circuit de circulation secondaire C comporte une conduite 36 reliant un raccord 37 intercalé dans la conduite 20 du circuit B à la sortie du réchauffeur 25 à un raccord 38 et à une soupape à commande par solénoïde 39. Un tuyau 40 relie la soupape 39 avec l'admission d'une pompe centrifuge 41 entrainée par un moteur électrique 42. Le refoulement de cette pompe 41 est relié par une conduite 43 à l'entrée d'un réchauffeur d'air 10 situé à une extrémité d'une conduite de distribution d'air chaud 11. Le réchauffeur 10 étant situé à un point élevé de l'installation, son sommet communique par un tuyau 44 avec le sommet d'un vase d'expansion 45 qui communique aussi par un tuyau 20a avec les conduites 20, 21 du circuit primaire B.
La sortie du réchauffeur 10 est reliée par une conduite 48 à des radiateurs 12, 12 montés en série. La sortie du radiateur aval 12 est reliée, par une soupape à commande par solénoïde 49 et une conduite de retour 50 à l'éjecteur 35.
Afin de permettre une circulation de l'eau à travers le réchauffeur d'air 10 et les radiateurs 12 lorsque les soupapes 39, 49 et la pompe de circulation 41 sont temporairement hors de service, un tuyau de dérivation 51 comportant une vanne de fermeture 52 permet de faire passer l'eau chaude autour de la soupape 39. Une dérivation 53 semblable contenant une vanne de fermeture 54 contourne la pompe 41 et une dérivation 57 contenant une vanne 58 contourne la soupape 49. Des vannes de fermeture 55 et 56 sont intercalées dans les conduites 43 et 48.
La chaudière 23 comporte une chambre de combustion 60 entourée par une chemise d'eau. Une pompe à combustible 61, intercalée dans un tuyau à combustible 62, refoule l'huile vers une tuyère de pulvérisation 63. La pompe 61 et un ventilateur 64 fournissant l'air comburant à la chambre de combustion 60 sont entraînés par le même moteur 65. Une soupape à électro-aimant 115 est intercalée dans le tuyau d'arrivée de l'huile 62. Une dérivation 123 s'ouvrant sous pression contourne la pompe 61 afin d'éviter une pression excessive lorsque la soupape 115 est fermée pendant que la pompe fonctionne.
Lorsque la soupape à électro-aimant 115 est ouverte, l'huile est pulvérisée par la tuyère 63 et allu- mée par une étincelle électrique émise par des bougies d'allumage 67.
Un réservoir d'eau 69 dessert, par un robinet 70 une cuvette 71. Une conduite 72 relie en outre le réservoir 69 au chauffe-eau 24. Une conduite 73 relie la sortie du chauffe-eau 24 à un dispositif de chauffage à vapeur 75 dont la sortie est reliée par une conduite 76 à une vanne de fermeture 77 qui règle l'alimentation en eau chaude de la cuvette 71. Une conduite 79, 79' dans laquelle est intercalée une vanne de fermeture 78 relie la conduite à vapeur 30 à l'élément de chauffage du dispositif 75. Une soupape de réglage 33' comportant un organe obturateur 33a', commandé par le thermostat 33b' est intercalée dans la conduite 79'.
Une conduite d'échappement 34' relie la sortie de l'élément de chauffage du dispositif 75 à la chambre 33c' dans laquelle est situé le thermostat 33b'.
Le circuit électrique de l'installation décrite et destiné à la commande de la chaudière 23 et de la circulation de l'eau à travers l'élément de chauffage 10 et les radiateurs 12 comprend un interrupteur 82 comandant un circuit de commande de la chaudière 23 et de la pompe de circulation d'eau 26 du circuit primaire B, et un interrupteur 82a commandant des circuits de commande de la circulation d'eau dans le circuit secondaire C et de l'amenée d'air au chauffage 10.
Un moteur 65 actionne la pompe 61 et le ventilateur 64. Ce moteur et le moteur 27 de la pompe 26 sont connectés sur des conducteurs positifs et négatifs 81, 86, le moteur 65 étant connecté dans un circuit passant du conducteur 81 à travers la lame d'interrupteur 82 et les conducteurs 83, 84 et 85 pour aboutir au conducteur négatif 86. Le moteur 27 est connecté dans une dérivation comprenant un conducteur 87 reliant le moteur 27 à un point de jonction 83a du circuit précédent. Un conducteur 88 relie le côté négatif du moteur 27 au conducteur négatif.
Un relais d'extinction 93 de la chaudière est muni d'un bras de contact à deux positions 92, un ressort sollicitant ce bras de contact vers l'une de ses positions alors qu'il est amené dans son autre position par un enroulement 100 susceptible de retenir son énergie pendant un intervalle de 45 secondes après l'ouverture de son circuit d'excitation. Le circuit d'excitation de l'enroulement 100 comporte un conducteur 90 reliant un point du conducteur 83 au conducteur négatif 86 en passant par un fil 101, un interrupteur à commande par bouton- poussoir 99, un fil 102, le solénoïde 100 et le fil 103.
Dans la position que prend le bras de contact 92 sous l'effet du ressort lorsque l'enroulement 100 est désexcité, il ferme deux contacts d'un circuit comprenant un dispositif d'alarme acoustique 89 et deux contacts dont la fermeture est commandée par un bras de contact 95 d'un relais d'allumage 96. Ce circuit d'alarme comporte ledit conducteur 90, le conducteur 91, les contacts commandés par le bras de contact 92, le conducteur 94, les contacts commandés par le bras de contact 95 du relais 96, le conducteur 97, le dispositif d'alarme 89 et le conducteur 98 allant vers le conducteur négatif 86.
Le circuit d'excitation pour ledit relais 96 part d'un point du conducteur 90, passe par le conducteur 106, un interrupteur à commande thermostatique normalement fermé 107, des fils 108, 109, des contacts 104, 105 commandés par le bras 92 du relais 93,
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les fils 110, 111, un interrupteur à commande thermostatique 112, l'enroulement 113 du relais 96 et le fil 114, pour se terminer au conducteur négatif 86. L'organe de commande thermostatique de l'interrupteur 107 est intercalé dans la conduite de sortie d'eau chaude 16 de la chaudière 23 et il est réglé pour s'ouvrir à une température de 930 C. L'élément thermostatique 68 de l'interrupteur 112 est intercalé dans la conduite reliant le refoulement de la pompe 26 à l'entrée de la chaudière 23.
Cet interrupteur 112 est agencé de faon à. se fermer à une température d'eau de 50 C et à s'ouvrir à une température d'eau de 70- C. L'excitation de l'enroulement 113 du relais 96 déplace son bras de contact 95 dans la position de fermeture de deux contacts d'un circuit de commande de la soupape à combustible 115 et comprenant en dérivation sur cette soupape 115 l'enroulement primaire 116 d'un transformateur servant à envoyer un courant à haute tension à la bougie d'allumage 67.
Le circuit de commande du solénoïde de commande de la soupape 115 conduit du conducteur 90, par le fil 106, l'interrupteur de limitation de température 107, les fils 108, 109, les contacts 104, 105 du relais 93, les fils 110, 117, les contacts du relais 96 fermés par le bras de contact 95, le fil 118, le solénoïde de la soupape 115 et le fil 119 pour aboutir au conducteur négatif 86. L'enroulement primaire 116 du transformateur se trouve dans un circuit en dérivation conduisant du fil 118 par le fil 120, cet enroulement et un fil 121 au conducteur négatif 86.
On a désigné par 122 un interrupteur à commande thermostatique susceptible de fermer un circuit auxiliaire allant du fil 108 à travers l'interrupteur 122, les fils 111 et 124, des contacts du relais 96 commandés par un bras de contact 125 de celui-ci et le fil 126 au conducteur 102.
Lorsqu'il est nécessaire de chauffer l'enceinte A, la chaudière 23 étant hors service, et le réchauffeur 25 en fonction, un agent ferme l'interrupteur principal 82a et ferme ainsi simultanément les circuits d'alimentation des moteurs 42 et 47 qui entraînent respectivement la pompe de circulation 41 et le ventilateur 46, et d'un dispositif de chauffage auxiliaire 130 d'un thermostat 131 à colonne de mercure qui est réglé pour fonctionner à une température déterminée de l'enceinte A. Le circuit passant par le moteur 42 de la pompe de circulation part de l'interrupteur principal 82a, passe par un fil 132, le moteur 42 et des fils 133 et 134 et aboutit au conducteur négatif 86.
Le circuit passant par le moteur 47 du ventilateur part du fil 132, passe par un conducteur principal 135, un fil 136, le moteur 47 et le fil 134, pour aboutir au conducteur négatif 86. Le circuit passant par le dispositif de chauffage auxiliaire 130 part du conducteur principal 135, passe par un fil 137, une résistance variable 138, un fil 139, l'enroulement de chauffage 130 et un fil 140, pour aboutir au conducteur négatif 86. La résistance variable 138 permet de faire arriver un courant de chauffage plus ou moins intense dans l'enroulement auxiliaire de chauffage 130 et par suite, d'élever ou d'abaisser la température de réglage du thermostat 131.
Un relais 141 de commande des soupapes 39 et 49 et comprenant un enroulement 142 est connecté dans un circuit partant du conducteur principal 135, passant par un fil 143, une résistance 144, un fil 145, l'enroulement 142, un fil 146, une résistance 147 et un fil 148, aboutissant au conducteur négatif 86. Le thermostat à colonne de mercure 131 est connecté dans un circuit de dérivation comprenant des fils 149 et 150 connectés aux fils 145 et 146, de part et d'autre de l'enroulement 142 du relais. Lorsque le thermostat 131 établit la connexion entre les fils 149 et 150, le courant électrique ne passe pas dans l'enroulement 142 et par suite, le relais 141 retombe en fermant son contact 151.
Les soupapes 39 et 49 sont normalement ouvertes et se ferment lorsque le courant y passe. Par conséquent, lorsque le thermostat 131 est fermé (fig. 2), le courant passe dans les électro-aimants de commande des soupapes 39 et 49 qui sont ainsi fermées. Le circuit d'excitation des enroulements des soupapes pari du conducteur principal 135, passe par le conducteur 152, le contact fermé 151 du relais 141, le conducteur 153, les enroulements des deux soupapes 39 et 49, le conducteur 154, et aboutit au conducteur négatif 86.
Si la température à l'intérieur de l'enceinte A est inférieure à la température à laquelle est réglé le thermostat 131, celui-ci interrompt la communication entre les fils 149 et 150, le relais 141 est excité et ouvre le circuit des enroulements des soupapes 39 et 49 qui sont ainsi ouvertes. La pompe 41 qui est en marche, puisque l'interrupteur 82a est fermé, fait circuler l'eau réchauffée dans le réchauffeur 25 dans le circuit secondaire C, par la conduite 36, la soupape 39, la conduite 40, et la conduite 43 vers le chauffage d'air 10. La majeure partie de la chaleur est extraite de l'eau dans le réchauffeur 10 et l'eau partiellement refroidie passe ensuite à travers les radiateurs 12, 12, la soupape 49 et la conduite de retour 50 vers l'éjecteur 35.
Tant que la chaudière 23 et la pompe 26 ne fonctionnent pas, la soupape 16a est partiellement fermée. Toutefois le courant d'eau sous pression passant de la conduite 50 dans l'éjecteur 35 crée une aspiration suffisante dans ce dernier pour provoquer une circulation d'eau à travers la pompe 26 et la chaudière 23, de sorte que la température de l'eau dans la chaudière est rapidement amenée à une température égale à celle de l'eau dans le réchauffeur 25.
Lorsque la température de l'enceinte A atteint la température à laquelle est réglé le thermostat 131 (fig. 2) le relais 141 se ferme et établit un circuit à travers les enroulements des soupapes 39, 49 pour fermer ces soupapes. Toutefois, comme la pompe de circulation 41 est une pompe centrifuge, elle peut continuer à fonctionner mais l'eau reste stationnaire. Le ventilateur 46 continue de refouler de l'air à travers l'élément de chauffage 10 et la conduite de dis-
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tribution 11 dans l'enceinte A.
Dès que la température à l'intérieur de cette enceinte descend au- dessous de la température de réglage du thermostat 131, les soupapes 39 et 49 sont ouvertes et l'eau chaude circule à nouveau à travers les éléments de chauffage 10 et 12 comme décrit ci-devant.
Si l'eau dans le réchauffeur 25 atteint une température à laquelle elle n'utilise pas toute la vapeur amenée au réchauffeur, la vapeur en excès est amenée à la chambre 33e dans laquelle elle dilate le thermostat 33b à un degré suffisant pour fermer l'organe obturateur 33a. Celui-ci reste dans sa position fermée jusqu'à ce que de la nouvelle vapeur soit requise du fait du refroidissement et de la contraction du thermostat 33b.
S'il n'y a pas de vapeur dans la conduite 31 ou s'il n'y en a pas suffisamment pour maintenir l'eau dans le réchauffeur 25 à une température suffisamment haute la chaudière est mise en service. Ceci est obtenu par la fermeture de l'interrupteur 82 qui met en marche la pompe 61, le ventilateur 64 pour l'air comburant et la pompe d'alimentation d'huile 26. L'interrupteur 99 est ensuite fermé pour allumer l'huile dans la chaudière.
Par l'actionnement du bouton de l'interrupteur 99 un circuit d'excitation est établi à travers l'enroulement 100 du relais 93 provoquant le déplacement du bras du contact 92 dans une position établissant un circuit momentané à travers l'interrupteur 68, 112 et l'enroulement 113 du relais d'allumage 96. Le bras de contact 125 se déplace pour interrompre la connexion entre les fils 124 et 126, et le bras de contact 95 ouvre le circuit 94, 97 du dispositif d'alarme et ferme un circuit à travers les fils 117 et 118 pour exciter et, par conséquent, ouvrir la soupape à combustible 115 et pour exciter le transformateur 116 et alimenter la bougie d'allumage 67.
La soupape 115 reste ouverte et le transformateur 116 reste excité pendant 45 secondes au moins puisque l'enroulement 100 du relais 93 est agencé de façon à retenir son énergie pendant cet intervalle après que le bouton de l'interrupteur 99 a été libéré. Normalement, l'allumage de la chaudière a lieu instantanément et l'échauffement initial de la chaudière pendant ladite période de 45 secondes suffit à la fermeture de l'interrupteur 122 de la cheminée et par suite à l'établissement du circuit de maintien à travers l'enroulement 113 du relais 96. Ce circuit de maintien conduit du fil 108 par l'interrupteur 122, le fil 111, et l'interrupteur à commande thermostatique 112, le solénoïde 113 du relais 94 et le fil 114 au conducteur négatif 86.
Toutefois si l'huile ne s'allume pas pendant ledit intervalle de 45 secondes l'interrupteur 122 ne se ferme pas et le relais 93 retourne automatiquement dans sa position de la fig. 2 et ce faisant désexcite le relais 96 qui retourne alors également à sa position montrée à la fig. 2. Lorsque les deux relais 93 et 96 sont à l'état désexcité les bras de contact 92 et 95 coopèrent pour fermer le circuit à travers le dispositif d'alarme 89, pour avertir le surveillant qu'il est nécessaire d'inspecter l'installation et ensuite d'actionner le bouton-poussoir de l'interrupteur 99 pour remettre en fonction la chaudière 23.
L'interrupteur thermostatique 112, 68 est sensible à la température de l'eau revenant à l'entrée de la chaudière 23. Cet interrupteur fonctionne de manière à se fermer à une température de l'eau inférieure à 500 C et à s'ouvrir lorsque la température de l'eau atteint 70 C. Lorsque l'interrupteur 112 s'ouvre, la combustion dans la chaudière est interrompue. Toutefois la pompe 26 continue de fonctionner pour maintenir une circulation à travers le circuit B de sorte que l'eau chaude qui s'y trouve est disponible pour la circulation dans le circuit C lorsque la température dans l'enceinte A descend au-dessous de la température à laquelle est réglé le thermostat 131.
Tant que la température suffit pour maintenir fermé l'interrupteur thermostatique 122, le fonctionnement de la chaudière 23 est commandé automatiquement par l'interrupteur thermostatique 68, 112. Chaque fois que l'interrupteur 68, 112 s'ouvre, le bras de contact 125, qui commande uniquement le circuit auxiliaire 124, 126, ferme ce circuit auxiliaire, ce qui excite le solénoïde 100 du relais 93, et le bras de contact 95 prend sa position de fermeture du circuit du dispositif d'alarme 89.
Toutefois, le dispositif 89 n'est pas mis en action par l'ouverture automatique de l'interrupteur 112 et la désexcitation du relais 96 qui en résulte, étant donné que le circuit auxiliaire étant alors fermé, le solénoïde 100 du relais 93 amène le bras de contact 92 dans la position d'interruption du circuit du dispositif 89 en même temps qu'a lieu la connexion des fils 94 et 97 par les bras de contact 95 dudit relais 96. Ledit circuit auxiliaire à travers le solénoïde 100 du relais 93 conduit du conducteur 111 par le conducteur 124, le bras de contact 125 du relais 96 désexcité, les conducteurs 126 et 102, le solénoïde 100 du relais 93 et le conducteur 103 au conducteur négatif 86.
Dès que l'eau rentrant dans la chaudière 23 est refroidie suffisamment pour fermer l'interrupteur 112, le relais 96 est excité à nouveau pour ouvrir ledit circuit auxiliaire à travers le solénoïde 100 du relais 93 et il amène le bras de contact 95 à une position pour laquelle la chaudière 23 est remise en marche.
Si l'eau évacuée de la chaudière atteint une température de 930 C l'interrupteur de limitation supérieure de la température 107 s'ouvre et arrête ainsi la combustion dans la chaudière 23, et les relais 93 et 96 étant désexcités ferment le circuit d'excitation du signal 89. Etant donné que l'interrupteur 107 est ouvert en raison du fonctionnement incorrect de la chaudière, il est indiqué d'ouvrir à ce moment l'interrupteur principal 82 de façon à interrompre le signal 89 et à permettre à la chaudière de se refroidir suffisamment pour que s'ouvre l'interrupteur thermostatique 122.
Lorsque la cause du surchauffage de l'eau a été éliminée, l'interrupteur 107 peut être fermé à nouveau et la chaudière remise en marche
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de la manière habituelle en actionnant le bouton- poussoir de l'interrupteur 99.
Pendant le fonctionnement de la chaudière 23 la circulation de l'eau chaude provenant de la chaudière à travers le chauffe-eau 24 produit suffisamment d'eau chaude pour la cuvette 71. Toutefois, si l'on dispose de vapeur dans la conduite 31 le dispositif de chauffage à vapeur 75 est mis en service par l'ouverture de la soupape à main 78. Lorsque cette soupape 78 est ouverte de la vapeur passe par la conduite 79, la soupape de réglage 33', la conduite 79' et le dispositif de chauffage à vapeur 75. La vapeur en excès retourne par la conduite 34' à la chambre 33c. Elle y provoque la dilatation du thermostat 33b' ayant pour résultat la fermeture de l'organe obturateur 33a' qui arrête l'amenée de vapeur au dispositif de chauffage 75.
Après refroidissement du thermostat 33b' l'organe 33a' est à nouveau ouvert pour l'admission de nouvelle vapeur au dispositif de chauffage 75.