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Monsieur Jean victor Henbri B E S S O N
Docteur en Médecine 59 Rue Gambon à BOUGES (Cher)
La présente invention a trait à un radiateur autonome à circulation d'eau, par thermosiphon, utilisant comme source de chaleur soit l'électricité, soit le gaz, soit l'alcool ou on hydrocarbure quelconque.
Le dit radiateur est principalement caractérisé en ce qu'il est constitué par des éléments autonomes, ayant leur chauffage et leur circulation propre.
On peut constituer le radiateur par une série de tubes verticaux, reliant un réservoir inférieur contenant la source de chaleur ou chauffé directement par elle, à un réservoir su- périeur, la forme des fonds de réservoirs étant telle que la circulati on de l'eau s'établisse par l'effet de la différence de densité, de bas en haut dans les tubes ventraux, et de haut
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en bas dans les tubes latéraux.
On peut plus simplement Constituer chaque élément de ra- diateur par un caisson plat formé de l'assemblage par agrafa- ge ou soudure sur la-or bord, de deux plaques métalliques, à l'intérieur duquel un, cloisonnement vertical guide la circula- tion de l'eau tout en entretoisant les plaques du caisson; la disposition de ce cloisonnement à l'intérieur du caisson est tel- le qu'Un courant ascendant se produise dans les caissons ainsi formés au centre de l'appareil, tandis que le courant descen- dant s'établit sur les bords.
Le cloisonnement peut être simplement réalisé en rapprochant les deux plaques métalliques tout le long de rainures embouties dans ces plaque .
Les caissons peuvent être placés les uns devan t les au- tres ou présenter, en plan, une disposition rayonnante, la forme générale du radiateur pouvant ainsi être ronde ou demi- r onde.
Dans le cas où la source de chaleur est l'électricité, le chauffage peut être réglé par .manette et plots, de façon à utiliser un nombre variable d'éléments* résistante.
L'invention aéra mieux comprise en se référant au dessin annexé qui en montre, à, titre d'exemple, quelques formes de réalisation. ,Sur ce dessin: fig.1 est une vue schématique d'un élément simplifié en for- me de caisson plat avec deux cloisons intérieures seulement, ,avec chauffage électrique ; fig.2 est une coupe transversale médiane suivant la ligne a-a de la figure 1; fig.3 montre un caisson plat à cloisons internes multples et chauffagepar le gaz; fig.5 et 6 montrent des demi-caissons établis selon la pre- mière forme de réalisât ion ;
fig.4 et 7 montrent respectivement en coupe verticale et plan, une variante de disposition rayonnante des demi-caissons;
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fig.8 montre shématiquement en coupe horizontale, un mode d'exécution de caisson à rainures embouties forment cloison- nement; fig.9 est une coupe verticale longitudinale d'un caisson éta- bli selon ce mode de réalisation; fig.10,11 et 12 sont trois coupes verticales transversales, respectivement selon les lignes b-b,c-c et d-d de la figure 9 ;
fig.13 montre un appareil à tubes d'eau*
L'eau circulant à l'intérieur de chaque caisson 1 est guidée, orientée et canalisée par des cuisons 2, soit multi- ples comme dans l'exemple de la figure 3, soit réduites au. nombre de deux comme dans l'exemple de la figure 1. la hau- teur des dites cloisons est environ les 2/3 de celle de l'élé- ment, leur bord inférieur 2' petit être légèrement infléchi en dehors pour faciliter la circulation de l'eau (figures 4 à 6).
Dans le cas où l'on n'utilise que deux cloisons,elles sont disposées de telle sorte qu'elles laissent en truelles on canal central 3 de largeur au moins égale et pratiquement,, de préférence, supérieure à la somme des largeurs des canaux latéraux 4 ménagés entre-les dites cloisons 2 et les bords du caisson 1.
Dans le cas oh l'en utilise des cloisons multiples, cel- les-ci sont étagées comme représenta en figure 3, les cl-oisons centrales étant plus élevées que les latérales.
Du fait de cette disposition, la source de chaleur étant disposée à la partie centrale inférieure de l'appareil, il va s'établir, par thermoalphpn, un courant ascendant dans les canaux centraux 3 et on courant descendant dans les canaux la- téraux 4; de sorte que l'eau circule en circuit ferme coran. l'indiquent les flèches du. dessin.
Dans le cas d'utilisation du courant électrique, les résistances 5 sont placées horizontalement, transversalement d'un bout à l'autre du radiateur, et chaque résistance est re- liée à une extrémité à un des fils d'amenée du courant et à
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l'autre extrémité à un plot 6 frotte par an balai manoeuvra par manette, à. la façon d'un r-héostat, de telle sorte qu'on
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puisse bzz, volonté mettre en circuit .1,2,3,4 résistances, [ et?e * # # .
Au premier plot, une seule résistance étant en circuit, le radiateur est en veilleuse et sa t-empérature se maintient
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aux environs de a30G. (dans une pièce à 1580..), la consomma- tion de courant étant minime. !
Au dernier plot, toutes les résistances sont en action et l'eau peut approcher .de l'ébullition. C'est la position de
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"départ' lorsqu'on veut amener pidament le radiateur , la température désirée. .Cette température atteinte, on ramène la manette en arrière,sur ;le plot donnant le degré de chaleur que l'on désire maintenir.
Sur chaque plot, on;peut indiquer en degrés, la températu- re approximative du radiateur e régime continu.
Les résistances peuvent avoir la forme de lames, de bar- res ou de cylindres, elles peuvent être disposées de différen-
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tes façèns sur les parois ou à l'intérieur du caisse * Le fil neutre ou la ligne de tj'on'.w peut être mis z la mas- se de l'appareil et par elle à l'une des extrémités des résis- tances. Le fil de tension,est relié à l'appareil de réglage, et, par lui, aux plots isolés correspondant à l'autre extrémité
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des résistances. Ce disposi tif donne la possibilité d' I1t 11i- ser des résistances baignant directement dans l'eau et d'obte- nir un rendement meilleur.
Le chauffage peut s'effectuer également par une rampe
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gaz 7 (figure 3) ou par des brûleurs à alcool ou à un hydroo%rbure quelconque
Tandis que dans le cas de chauffage par résistances élec-
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triques 6, le fend Pt peut être plat (tracé mixte de la fige- re 1), dans le cas de chauffage par rampe ou brûleurs 7, le gond ne peut être plat car il serait léché par la flamme sur
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toute son étendue et le courant descendant <'établirait dif-
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ficilement par les canaux 4.
Il est donc utile d'amener les canaux du courant descendant en, dehors et. en dessous du ni- veau de la flamme.* en donnant au fond,. 8 un profil en auge ren-
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versée,, on dos dtâne oa encore un profil triangulaire qui aq- tive la circulation de l'eaa par thermosiphon* Pour permettre la fabrication en.
série, on partit construire on seul type d'élément de ce .dernier genre, comme, représen- té au dessin, se prêtant t,out aossi bien au chauffage extérieur par brûleur qu'au chauffage intérieur par résistances électri- ques*
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Les caissons plats et étanche 1 sont constituée par l'as- semblage (figure 2) de deux plaques métalliques quelconques 9,io (tôle plombée, aluminium par exsls)t séparées l'une de l'autre par un intervalle convenable(S à 10 millimètres) et agrafées (et si besoin soudées) par leurs bords 15.
Les cloisons 3 qui peuvent être. simplement fixées par deux
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rivets., maintiennent l'écrartement voulu entre les dites pla- ques.
La figure 2 montre un radiateur formé de plusieurs caissons autonomes 1 placés les uns devant les autres et réunis par des
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morceaux de tubes du commerce de 3. à g centimètres de long. Eh haut, la communication petit être unique et médiane, ou double et latérale, comme représenté en figure 3.
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Les tubes de communication supérieure 11 (disocntînue), de faible diamètre, servent Conduire la vapeur et les gaz; ils peuvent contenir une entretoise métallique consolidant 1'en- semble.
Ils peuvent être remplacés par un tube situé à la partie
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SaPE50-latérale du radiateur et relié à chaque élément* Le tube inférieur 13, également diseonti-nu, est plus volu- mineux afin de pouvoir contenir, tu besoin, les résistances élec- triques 5 (cas d'un radiateur électrique), ou présenter une sur- face suffisante a la flacime. Il semble préférable de donner à cette comn=ioatj,,Ou inférieure une forme demi-ronde ou triangu- laire*
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Dans le cas d'un radiateur électrique (figure 2), sur la face antérieure du premier caisson la, on soude une bagu-e de bronze,filetée 16 sur laquelle se visse un bouchon 17, auquel sont fixées les résistances,.
L'axe 18 du support des résistan- ces 5 peut être reçu sur un pivot 19 fixé à la plaque externe du dernier élément la
Au-dessus du radiateur et un peu en dehors du premier cais- son le on dispose une chambre d'expansion 13 formée par deux hémisphères se vissant ou s'emboîtant l'un sur l'autre, l'hémis- phère inférieur pouvant ainsi servie d'entonnoir pour le rem- plissage.
Une amorce de tuyau. 14 préférablement coudée, légère- ment oblique en haut( pour le remplissage sous pression), part de l'hémisphère supérieur; on peut y fixer un sifflet avertis- seur par où s'échappe la vapeur et qui empêche ainsi toute pos- sibilité de pression intérieure et, de ce fait, tout danger d'ex- plosion. que la vapeur atteint une certaine pression, un ap- pel strident indique qu'il est temps de modérer le chauffage; le dit sifflet avertisseur est également susceptible d'indi- quer un manque d'eau ou an défaut de circulation d'eau, s'il se fait entendre sans que le chauffage soit poussé au maxi-mu&.
Ainsi l'air est humidifié sans exagération pour obtenir un chauffée'agréable et sain.
En pratique, on ne chauffe pas l'eau à plus de 70# à 80# et une condensation suffisante est obtenue en disposant la sphère 13.en dehors du courant d'air chaud ascendant qui lè- che les parois du premier caisson l1 et au contraire dans le courant d'air non réchaufféentraîné par le courant d'air chaud, ce qui facilite la condensation.
Aux lieu et place de la sphère de condensation 13, on peut ménager dans la paroi supérieure du caisson, une petite chambre d'expansion 21 (figure 13) de laquelle.part un tube 22 par où s'échappent la vapeur et les gaz.Ce tube coudé re-. descend sous le radoteur et s'y termine par un serpentin 23
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de condensation 4 légère pente; la condensation y est faci- litée far le courant- d'air froid qui monte se réchauffer au contact du radiateur.
L'eau, distillée ainsi, est recueillie dans un récipient verseur 24' et peut être réintroduite dans le radiateur*- Le serpentin de,condensation peut être placé, comm la sphère de condensation, à la partie supéro-latérale L'eau. qui s'y condense redescend ainsi dans le radiateur.
Le remplissage de celui--ci s'effectue alors par un bou- chon 25 analogue à ceux-des radiateurs d'automobile et situé en dessous du départ du tube 22
Dans le cas de- chauffage par rampe, 7ou brûleurs, le ser- pentin 23, situé au-dessous du dit brûleur, en est séparé, pour éviter,se chaleur rayonnante, par une grille ou lame pe-rforée 26 qui permet le passage de l'air.
Pour ne pas gêner l'expansion de la vapeur et des gaz dans chaque élément autonome 1, il faut veiller à ce que le niveau de l'eau ne dépasse jamais les tubes de communication supérieurs 11. Aussi, il est prévu un peu au-dessous de ces tubes, sur un bord ou. sur une des faces du premier élément la (figure 2)un petit bouchon purgeur 20, ouvert seulement au cours du remplis- sage, '!Jour indiquer le moment où l'eau a atteint le niveau con- venable.
Au point de vue fabrication en série, il a été jugé pré- f érable de constituer la cloisonnement descaissons, non plus par des cloisons rapportées fixées par rivets, mais en confor- mant sur une partie de la hauteur de chacune des deux plaques 9,10 des rainures 33 (figure 8) dont les fonds sont accolés par rivets 34, oeillets ou autres moyens. Ces raineras-cloisons augmentent la soliditéet la rigidité des plaques du caisson.
Les rivets 34 sont avantageusement constitués (Cigare '11) par des oeillets pour le passage, de broches de-serrage 35 tra- @ versant des manchons-entretoises 35',de longueur appropriée, maintenant l'écaterment voulu entre deux éléments voisins.
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Par ce montage, les éléments, en nombre variable selon les besoins, sont rendus instantanémentinterchangeables en cas de détérioration de l'un d'eux, D'autre part,la tige 18 portant les résistances est indépendante des moyens d'assemblage, ce qui permet le remplacement aisé des dites résistances.
L'élément interchangeable peut être conformé, comme repré- senté aux figures 9 à 11, à 1 !aide d'une matrice qui emboutit à @ la fois: a) les fieux larges rainures-cloisons 33 (figures 9 et 11) aux extrémités desquelles sont enfiléesles broches de serrage 35 traversant les oeillets 34, comme indiqué ci-dessus; b), les bords destinés àêtre agrafés -comme en 15- (figure 2) ou soudés -comme en 15- (figures 8 et 10). c) les parties embouties eextérieuremnt en 11 et 12 consti- tuant les amorces des deux conduits de communication médians (le, supérieur pouvant être plus petit).
Dans 1 amorce 11 de l'orifice supérieur de communication, on fait passer une douille 36, soudée auxbords emboutis des plaques 9,10 du caisson, et percée de deux trous 37 au niveau de l'intérieur de l'élément pour le passage de la vapeur et des gaz.
Les deux bouts de la douille sont coniques et de conicité inverse pour permettre' un emboîtement et un joint par- faits par rapport à la douille de l'élément voisin (l'une des portées coniques peut être arrondie dans ce but) . Le ser- rage s'obtient à l'aide d'un boulon central 39 maintenu par deux rondelles 39 à embases 39 , du diamètre intérieur des douilles 36
Pour l'orifice inférieur 12 de communication, le montage est le même, sauf le diamètre des douilles 44 qui est beau- coup plus gros, ce qui nécessite la fixation par quetre bou- lons 41 traversant, à ses, extrémités, deux rondelles 42 à emba- ses 42'.
Les douilles 44 qui s'emboîtent l'une .dans l'autre par portées coniques, sont percées de multiples trous 4Q d'un diamètre au périeur à l'épaisseur de l'élément (caisson/de fa-
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çon à réduire au minimum les parties métalliques masquant la lumière intérieure de Isolement (la partie de 1 'élément em- botitie extérieurement en 12 et soudée, masquant la portion latérale 40' dès trous)4,
Cette solution permet de monter les résistances électri- ques 5 sur un axe 18 absoument indépendante fixé à un bou- chon 17 se vissant- dans l'une des rondelles 42,
et de visiter ces résistances à volonté sans risquer de détruire un joint.
Dans certains cas, il peut être avantageux, partait d'un caisson 4 deux cloisons 2 (ou pincements par rainures 33), du type représenté en figure 1, d'ajouter une cloison médiane 2', de façon à scinder ainsi le caisson en deux demi-caissons l' tels que ceux représentés aux figures 5 et 6, possédant chacun une seule cloison 2 (ou pincement 33), créant une circulation d'eau par thermosiphon, l'eau montant en 3 pour redescendre en 4.
La figure 5 montre un premier mode de réalisation de demi- caisson dans lequel la forme courbe donnée au fond 8 laisse plus de place pour le passage de l'eau et évite d'avoir à in- fléchir l'extrémité,de la cl-oison 2 comme représenté en 2' à la figure 4.
La figure 6 montre un second mode de réalisation de demi- caisson, le tracé plein montrant la forme plate du fond 8' dans le cas du chauffage électrique et le tracé mixte, la for- me à donner préférablement à ce fend 8 pour le chauffage par le gaz.
A l'aide de ces demi-caissons, l'on peut constituer des ra- diateurs présentant une forme générale ronde ou demi-ronde en adoptant une disposition rayonnante des éléments telle que l'in- diquent les figures 4 et 7, les demi-caissons pouvant avoir leurs faces arquées ou coudées comme représenté en l" (figure 7).
Dans un radiateur formant une étoile complète, quelques éléments arqués ou. coudés 1' peuvent faciliter (pour son alla- re par exemple) l'accès au brûleur 7, de forme circulaire ou autre, la fo-rme circulaire étant particulièrement avantageuse
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pour le chantage, au gaz d' essence.
Chaque demi-caisson l' possède par conséquent sa flamne chauffante (ou ses'résistances électriques 5), l'a.ir circulant entre les faces verticales rayonnantes des éléments (figure 7).
La communication des caissons entreux peut s'établir à la partie supérieure, comme précédemment, par des bouts de tu- bes de communication 11, de fprme arquée appropriée, reliant cha- que élément à la chambre d'expansion ou par, une communication centrale supérieure;,à la partie inférieure les morceaux de tu- bes de communication 12 (qui contiennent, le cas échéant, les résin tances 5) peuvent affecter-la forme d'un tore comptent comme en figure 7, de sorte qu'il n'y ait plus de premier ni de dernier élément.
L'ensemble des bouts de tube établissant la communication inférieure 12 peut, au contraire, comme représenté en figu- re 4,être remplacé par un corps unique de tôle ou bouilloire 12' de forme ronde ou autre, présentant à sa partie supérieure des saignées radiales pour l'adaptation des fonds inférieurs entaillés des demi-caissons, la montée de 1' eau s'effectuant à bravera les dites saignées.
La dite bouilloire contient, bien entendu, le cas échéant, les résistances électriques.
On peut, si jugé nécessaire, ménager au centre du radia- teur une cheminée ; axiale 32 comme dans l'exemple de la figu- re 8, les demi-caissons opposés n'étant plus alors accolés.
Dans une variante d'exécution de l'inven ti on, au lieu de constituer le radiateur par l'assemblage de caissons plats 1 à cloisons internes-2, ménageant des canaux de courant ascen- dants et descendants, on peut (figure 13) utiliser des tubes d'eau verbaux 3',4', reliant un réservoir inférie-ur 28 conte- nant la source de chaleur (résistances 5) ou léché par elle (cas d'une rampe 7). à un réservoir supérieur 29. la forme respective- ment concave et.convexe des fonds intermédiaires 30,31 des dits ..
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réservoirs, étant telle que la circulation de l'eau s'établis- se, par l'effet de la différence de densité, de bas en haut .
dans les tubes centraux 3' et de haut en bas dans les tubes latéraux 4' par suite de l'étagement de ces tubes (tel l'étage- ment des cloisons 2), et de l'effet de thermosiphon en résultant.
Le la sorte, de la partie centrale supérieure du fond bom- bé 30, sortent les tubes 3' par lesquels monte l'eau chaude qui débouche au sommet du fend convexe 31, tandis que,, latéralement et sur un plan inférieur, sortent les tubes 4' par lesquels l'eau refroidie redescend se réchauffer au contact de la sour- ce de chaleur** résistances électriques ou paroi 8 chauffée par la rampe '7.
La figure 13 montre grossièrement le principe de l'appareil et indique les pentes permettant la circulation d'eau dans un type de radiateur à huit tube@.
En raison de l'absence de pression intérieure, on peut construire le radiateur avec des éléments de très faible épais- seur et en métal quelconque. Pour un encombrement et un poids très réduits, On obtient une très grande surface, de chauffe.
L'invention permet donc d'établir des appareils t-ranspor- tables, légers et peu encombrants, donnant unchauffag très sain et très propre, sans aucun danger*
Pour éviter d* avoir à regarnir d'eau et éviter toute pos- sibilité d'émission de Vapeur dans la pièce, on peut di sposer un vase d'expansion unique mis en communication à volonté avec un ou plusieurs radiateurs utilisés dans un même appartenant.
On prévoit pour cela dans chaque pièce une canalisation de faible diamètre allant au¯vase d'expansion*
La canalisation peut se terminer par un robinet (identiq-ue par exemple aux robinets du gaz) et on y raccorde facilement le radiateur par un petit tube en caoutchouc, oblique vers le haut.
Dans un même appartenment, il est possible de prévoir plusieurs de ces "robinets" auxquels en petit adapter unradiateur.
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En tons cas, pour utiliser d es radiateursilégers, transpor- tables, à parois peu résistantes, on altérât à ne pas mettre le vase d'expansion à plus de 1 à deux mètres en charge sur ces radiateurs*
Ce même dispositif peut être intéressant pour le chauffage des voitures de chemin de fert des radiateurs bas de section rec- tangulaire peuvent être disposés sous les banquettes et présen- ter sur leur bord supérieur les tubes de communication qui les entretoisent, ces radiateurs étant reliée à un vase d'expansion situé dans le cabinet de toilette.
Le courant est donné soit par la ligne (traction électrique). soit par une dynamo en- traînée pendant la marche (omme celle pour la lumière),' soit encore par un groupe turbo-dynamo. placé sur la locomotive. Non seulement le chauffage de la voiture, mais le chauffage de cha- que compartiment peut être réglé par les voyageurs eux-mêmes.
Pour chauffer le train à l'arrêt, il suffit de placer, dans les gares et sur les voies de garage, des prises de courant sur le secteur* Par conséquent, à l'arrêt comme en marche, quel que soit le genre de traction, l'appareil fonctionnera .
Enfin, on pourrit accoupler l'appareil avec un radia- teur à ailettes du type usuel, le départ de l'eau chaude se fai- sant de la partie supérieure du présent appareil de chauffe, tandis que le retour s'adapte à la partie inférieure. Ainsi le présent radiateur autonome peut jouer le rôle de la chau- dière de chauffage central.
Le radiateur peut encore avoir la forme extérieure d'une sim- ple bouillotte d'eau, ou d'une chaufferette contenant à sa partie inférieure des résistances. Cette bouillotte peut être reliée au vase d'expansion 'de la voiture (train, tramway, etc...).
Il va, .du reste, sans dire que l'on n'a envisagé, au cours ' de la description qui procède, que quelques exemples possibles de réalisation de l'invention; mais qu'il appartiendra à tout homme du métier d'y apporter toutes modifications jugées dési- rables selon les cas et applications envisagés, sans pour cela sortir du cadre du présent brevet.