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BREVET D'INVENTION PERFECTIONNEMENTS AUX APPAREILS POUR CHAUFFER DES LIQUIDES
L'invention est relative aux dispositifs de chauffage pour l'eau, du type dans lequel l'eau contenue dans un réservoir est chauffée à l'aide d'une certaine quantité de liquide dhaud contenu dans un récipient interne et directement chauffé par des moyens de chauffage appropriés.
Bien que l'invention soit particulièrement propre à être employée avec des dispositifs de chauffage d'eau électriques, elle n'est pas limitée à ces dispositifs de chauffage et tout agent de chauffage approprié peut être employé.
Dans les dispositifs de chauffage connus, des moyens ont été prévus pour maintenir les niveaux des liquides du réci- pient interne et du réservoir à des hauteurs ne permettant pas la libre circulation entre l'eau du récipient interne et le réser- voir et par suite le dépôt de tartre sur les éléments chauffants est largement réduit,
Dans des dispositifs de chauffage connus les moyens des-
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tinés à contrôler les niveaux sont d'ordinaire constitués par des conduits qui pénètrent dans les deux chambres et sont reliés à l'atmosphère.
Dans certains des appareils connus, le remplissage en liquide du récipient interne est incertain lorsque les demandes à satisfaire par l'appareil sont @ importantes, et dans d'autres appareils il est essentiel, même avec des réservoirs clos, que des conduits reliés à l'atmosphère plongent par une extrémité dans le liquide du récipinnt interne avec, comme conséquence, des pertes de chaleur importantes.
Un objet de l'invention est de prévoir un appareil . ne comportant pas les désavantages précités, et un autre objet important est de prévoir un appareil pouvant s'adapter aux dis- positifs de chauffage existants avec pau ou sans modifications desdits dispositifs et qui peut être facilement mis en place dans et enlevé du dispositif de chauffage.
Conformément à l'invention, les appareils de chauffage d'eau comportant un réservoir et un récipient interne ouvert à la partie supérieure et fermé à la partie inférieure, contenant les moyens de chauffage, comprennent:un chapeau ou capuchon écar- té du récipient interne et disposé au-dessus du sommet ouvert de ce dernier, tandis qu'il est pourvu de côtés qui se prolongent vers le bas jusqu'au niveau du bord supérieur de la paroi du ré- cipient interne, des moyens pour introduire de l'eau dans le ré- servoir à l'extérieur du récipient interne et des moyens pour mé- nager une communication ouverte entre l'espace interne du capuchon et l'espace du réservoir,
les dits moyens de communication com- portant une embouchure externe s'ouvrant dans l'espace du réser- voir à un niveau situé au-dessus du niveau du bord supérieur de la paroi du récipient interne et une embouchure interne s'ouvrant dans le récipient interne.
L'invention sera plus explicitement décrite ci-après en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
Figs. 1.2 et 3 sont des vues schématiques, en éléva-
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tion et coupe, illustrant différentes formes constructives;
Figs. 4 et 5 représentent respectivement une élévation de face, en coupe, et une élévation latérale, en coupe, de l'appa- reil construit conformément à l'invention.
En se référant aux dessins, 1 désigne un réservoir fer- mé muni d'un évent ou d'un conduit d'expansion 2. Une entrée d'eau froide.3 et une sortie d'eau chaude 4 sont ménagées en des points appropriés, Un récipient interne 5 est avantageusement agencé de manière à pouvoir être introduit dans le réservoir 1 par le fond de ce dernier, et contient un élément de chauffage 6 et, si on le désire, un dispositif thermostatique 7. Ce dernier peut, si on le désire, être agencé extérieurement au récipient 5; Le ré- cipient 5 est ouvert à la partie supérieure et au-dessus de ce récipients est agencé un chapeau ou capuchon 8. Le capuchon 8 est écarté du récipient 5, et ses cotés se prolongent vers le bas, tout au moins jusqu'au niveau du bord supérieur de la paroi du réci- pient 5.
En pratique, on a constaté qu'il était avantageux de pro- longer les cotés bien en dessous du niveau décrit, pour des raisons qui ressortiront de la description qui suit.
Le capuchon est avantageusement supporté par le récipient 5, mais il peut être fixé à des supports assujettis au réservoir.
Un tube en U renversé, 9, traverse vers le haut le capuchon 8.
A l'intérieur du capuchon, le tube 9 est prolongé vers le bas, dans la direction du récipient 5, tout au moins jusqu'au niveau du bord supérieur de la paroi de ce récipient, et d'ordinaire plus bas que ce niveau.
L'extrémité externe du tube 9 s'ouvre à l'espace du réservoir, à un niveau situé plus haut que celui du bord supérieur de la paroi du récipient 5. Un évent 2 est avantageusement agencé dans le réservoir,fermé construit tel que représenté.
Bien entendu, ce conduit n'est pas nécessaire dans le cas d'un réservoir ouvert.
De l'eau est introduite, dans la disposition représentée à la fig. 1, aussi bien que dans toutes autres dispositions con-
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formes à l'invention, dans l'espace du réservoir, extérieurement au récipient interne 5 et elle ne doit pas être introduite tout d'abord dans le récipient interne de façon à remplir le réservoir par ce récipient. Lorsque de l'eau est introduite dans le réser- voir externe, le niveau s'y élève jusqu'à atteindre d'abord le bord inférieur des cotés du capuchon et le sommet de la paroi du récipient interne 5. Comme à ce moment le tube en U 9 empêche la formation d'une poche d'air, de l'eau s'écoule dans le récipient interne jusqu'au moment ou elle atteint et ferme l'embouchure in- terne du tube en U 9. De l'air est alors emprisonné dans le capu- chon.
L'eau dans le réservoir externe atteint éventuellement et ferme alors l'embouchure externe du tube en U 9, et une certaine quantité d'air est emprisonnée également dans ce tube. Dans le cas d'un réservoir fermé, le réglage de la position de l'extrémité inférieure de l'évent 2 déterminera le niveau de l'eau dans le ré- servoir, de telle façon qu'un matelas d'air puisse être formé au- dessus du niveau du capuchon si on le désire. Le niveau de l'eau dans le récipient interne peut être réglé en disposant ltembouchu- re interne du tube 9 à différents niveaux dans le récipient.
L'a- geneement décrit est applicable aux appareils dans lesquels l'eau à chauffer est introduite dans le réservoir d'enmagasinement par la partie supérieure comme dans les dispositifs de chauffage du type à bâche, utilisant un réservoir d'alimentation superposé, contrôlé par une soupape à bille. Dans le cas de dispositifs de chauffage du type à bâche, l'eau d'alimentation peut être intro- duite dans une partie évidée formée au sommet du capuchon. On remarquera que l'eau d'alimentation introduite par le dessus dans la partie évidée s'éooule par trop plein de cette partie dans l' espace du réservoir externe. Cette construction est avantageuse lorsque de l'eau froide est introduite par le sommet du réservoir moins rapidement que l'eau chaude est prélevée à la partie infé- rieure.
La partie évidée qui peut être par exemple de forme côni- que, est établie en sorte de se prolonger vers le bas de telle
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pient interne. L'eau froide introduite est ainsi chauffée dans le capuchon évidé avant de pénétrer dans l'espace du réservoir externe. Cet agencement empêche également l'ébullition dans le' récipient interne et procure, dans ce récipient, une surface reia- tivement froide sur laquelle la vapeur peut se condenser et faire retour au récipient.
Dans la disposition constructive représentée à la fig.
2, l'agencement du tube en U représenté à la fig. 1 est remplacé par un second capuchon supérieur, 10, espacé du capuchon. 8, lequel est pourvu d'un tube plongeant 11 s'ouvrant dans l'espace situé entre les deux capuchons et disposé à un niveau approprié dans le récipient interne 5. Les côtés du capuchon supérieur 10 s'étendent vers le bas et se terminent à un niveau qui est situé au-dessus du niveau du sommet de la paroi du récipient interne.
Le fonctionnement de cette disposition est analogue à celui de la construction représentée à la fig. 1.
Dans la disposition constructive représentée à la fig.
3, le capuchon 8 est agencé comme il est décrit plus haut par rap- port au récipient interne. Le sommet du capuchon est évidé comme il est représenté, et la partie évidée 12 est prolongée vers le bas jusqu'à un niveau situé dans le récipient interne 5. Une ou- verture 13 est formée dans la partie 12. En fonctionnement, lteau qui, venant du réservoir 1, pénètre dans le récipient 5 durant le remplissage, s'élève et ferme l'ouverture 13 en emprisonnant ainsi de l'air dans le capuchon 8, le niveau du liquide dans le récipient 5 étant déterminé par le niveau de l'ouverture 13.
Des moyens sont prévus pour maintenir le niveau dans l'espace du réservoir externe en dessous du niveau du sommet du capuchon.
Ces moyens peuvent, dans un réservoir fermé, comprendre un évent d'air ou tube de trop plein. Le niveau peut naturellement être contrôlé par une soupape à bille.
Une disposition constructive, d'un récipient interne et d'un capuchon, agencée en un tout, propre à être introduit fa- cilement dans un réservoir d'enmagasinement, et représentée dans
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les figures 4 et 5, Le récipient 5 est construit avec sa paroi pro- longée vers le haut jusqu'au sommet du capuchon, comme il est plus clairement représenté dans la figure 5. La partie supérieure du capuchon 8, qui a été représentée pourvue d'une portion évidée de forme conique, 12, est fixée à la paroi latérale du récipient 5.
Dans des parties en regard, la paroi latérale est découpée et des portions 15 sont repliées vers l'intérieur comme il est est repré- senté à la fig. 4. Une bande 16 est fixée au capuchon ainsi formé pour en prolonger les cotés vers le bas jusqu'au niveau désiré par rapport au bord supérieur des portions 15, La partie évidée 12 est percée, et un tube 14, prolongé vers le haut, y est assem- blé, avantageusement par vissage. L'embouchure inférieure du tube 14 est disposée à un niveau bien inférieur à celui du sommet du récipient 5 tandis que l'embouchure supérieure du tube 14 occupe toujours un niveau plus élevé que celui de l'eau dans le réser- voir. Le niveau de l'eau dans le réservoir est contrôlé par des moyens appropriés.
Un dispositif thermostatique 17 est disposé à l'exté- rieur du récipient 5, l'élément chauffant 18 étant naturellement intérieur à ce récipient.
On remarquera que dans les dispositions constructives décrites, la perte de chaleur du récipient interne ou chambre de chauffage est réduite à un minimum grâce aux agencements uti- lisés pour contrôler les niveaux dans les deux récipients, tan- dis que l'on peut effectivement prévenir une libre circulation.
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PATENT OF INVENTION IMPROVEMENTS TO APPARATUS FOR HEATING LIQUIDS
The invention relates to heating devices for water, of the type in which the water contained in a reservoir is heated using a certain quantity of hot liquid contained in an internal container and directly heated by means appropriate heating.
Although the invention is particularly suitable for use with electric water heaters, it is not limited to such heaters and any suitable heating agent can be employed.
In the known heating devices, means have been provided for maintaining the levels of the liquids of the internal container and of the reservoir at heights which do not allow free circulation between the water of the internal receptacle and the reservoir and consequently the deposit of scale on the heating elements is greatly reduced,
In known heating devices, the means of
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The aim of controlling the levels is usually formed by conduits which enter the two chambers and are connected to the atmosphere.
In some of the known devices, the liquid filling of the internal container is uncertain when the demands to be met by the device are high, and in other devices it is essential, even with closed tanks, that conduits connected to the device. The atmosphere plunges at one end into the liquid of the internal vessel with, as a consequence, significant heat losses.
An object of the invention is to provide an apparatus. not having the aforementioned disadvantages, and another important object is to provide an apparatus which can be adapted to existing heating devices with or without modifications of said devices and which can be easily placed in and removed from the heating device .
In accordance with the invention, water heating apparatus comprising a reservoir and an internal container open at the top and closed at the bottom, containing the heating means, comprise: a cap or cap separated from the internal container and disposed above the open top of the latter, while it is provided with sides which extend downwards to the level of the upper edge of the wall of the internal receptacle, means for introducing water in the reservoir outside the internal container and means for providing an open communication between the internal space of the cap and the space of the reservoir,
said means of communication comprising an external mouth opening into the space of the container at a level situated above the level of the upper edge of the wall of the internal container and an internal mouth opening into the container internal.
The invention will be described more explicitly below with reference to the accompanying drawings in which:
Figs. 1.2 and 3 are schematic views, in elevation
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tion and section, illustrating different constructive forms;
Figs. 4 and 5 show respectively a front elevation, in section, and a side elevation, in section, of the apparatus constructed in accordance with the invention.
Referring to the drawings, 1 denotes a closed tank fitted with a vent or an expansion duct 2. A cold water inlet. 3 and a hot water outlet 4 are provided at suitable points. , An internal container 5 is advantageously arranged so as to be able to be introduced into the tank 1 from the bottom of the latter, and contains a heating element 6 and, if desired, a thermostatic device 7. The latter can, if one if desired, be arranged outside the container 5; The container 5 is open at the top and above this container is arranged a cap or cap 8. The cap 8 is spaced from the container 5, and its sides extend downwards, at least up to level of upper edge of container wall 5.
In practice, it has been found to be advantageous to extend the sides well below the level described, for reasons which will emerge from the description which follows.
The cap is advantageously supported by the container 5, but it can be fixed to supports secured to the reservoir.
An inverted U-tube, 9, passes upwards through cap 8.
Inside the cap, the tube 9 is extended downwards, in the direction of the container 5, at least up to the level of the upper edge of the wall of this container, and usually lower than this level.
The outer end of the tube 9 opens to the space of the reservoir, at a level situated higher than that of the upper edge of the wall of the receptacle 5. A vent 2 is advantageously arranged in the closed reservoir constructed as shown. .
Of course, this conduit is not necessary in the case of an open tank.
Water is introduced, in the arrangement shown in FIG. 1, as well as in any other con-
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forms according to the invention, in the space of the reservoir, outside the internal receptacle 5 and it must not be introduced first of all into the internal receptacle so as to fill the reservoir through this receptacle. When water is introduced into the outer tank, the level rises there until it first reaches the lower edge of the sides of the cap and the top of the wall of the inner container 5. As at this time the U-tube 9 prevents the formation of an air pocket, water flows into the internal container until it reaches and closes the internal mouth of the U-tube 9. From the air is then trapped in the cap.
The water in the external reservoir eventually reaches and then closes the external mouth of the U-shaped tube 9, and a certain quantity of air is also trapped in this tube. In the case of a closed tank, adjusting the position of the lower end of the vent 2 will determine the water level in the tank, so that an air mattress can be formed. above the level of the cap if desired. The level of water in the inner container can be regulated by arranging the inner mouth of the tube 9 at different levels in the container.
The described annoyance is applicable to apparatus in which the water to be heated is introduced into the storage tank from the top as in the heaters of the tarpaulin type, using a superimposed supply tank, controlled by. a ball valve. In the case of tarpaulin type heaters, the feed water may be introduced into a recessed portion formed at the top of the cap. It will be noted that the feed water introduced from above into the recessed part flows out of this part by overflow into the space of the external tank. This construction is advantageous when cold water is introduced from the top of the tank less quickly than hot water is taken from the bottom.
The hollowed-out part which may for example be of conical shape, is established so as to extend downwards from such
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internal pient. The cold water introduced is thus heated in the recessed cap before entering the space of the external reservoir. This arrangement also prevents boiling in the inner vessel and provides a relatively cool surface therein on which vapor can condense and return to the vessel.
In the constructive arrangement shown in fig.
2, the arrangement of the U-shaped tube shown in FIG. 1 is replaced by a second top cap, 10, spaced from the cap. 8, which is provided with a dip tube 11 opening into the space between the two caps and disposed at an appropriate level in the inner container 5. The sides of the top cap 10 extend downward and terminate at a level which is located above the level of the top of the wall of the inner container.
The operation of this arrangement is similar to that of the construction shown in FIG. 1.
In the constructive arrangement shown in fig.
3, the cap 8 is arranged as described above with respect to the inner container. The top of the cap is recessed as shown, and the recessed portion 12 is extended downward to a level in the inner container 5. An opening 13 is formed in the portion 12. In operation, the water which , coming from the reservoir 1, enters the container 5 during filling, rises and closes the opening 13 thus trapping air in the cap 8, the level of the liquid in the container 5 being determined by the level of opening 13.
Means are provided for maintaining the level in the space of the outer reservoir below the level of the top of the cap.
These means may, in a closed tank, comprise an air vent or overflow tube. The level can of course be controlled by a ball valve.
A constructive arrangement, of an internal container and a cap, arranged as a whole, suitable for being introduced easily into a storage tank, and shown in
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Figures 4 and 5, The container 5 is constructed with its wall extended upward to the top of the cap, as is more clearly shown in Figure 5. The upper part of the cap 8, which has been shown provided with of a conically shaped recessed portion, 12, is fixed to the side wall of the container 5.
In facing parts the side wall is cut away and portions 15 are folded inward as shown in FIG. 4. A strip 16 is attached to the cap thus formed to extend the sides downwards to the desired level with respect to the upper edge of the portions 15, the recessed part 12 is pierced, and a tube 14, extended upwards, is assembled there, advantageously by screwing. The lower mouth of tube 14 is disposed at a level much lower than that of the top of container 5 while the upper mouth of tube 14 always occupies a level higher than that of the water in the tank. The water level in the tank is controlled by appropriate means.
A thermostatic device 17 is disposed outside the container 5, the heating element 18 naturally being inside this container.
It will be noted that in the construction arrangements described, the loss of heat from the internal container or heating chamber is reduced to a minimum thanks to the arrangements used to control the levels in the two containers, while it is effectively possible to prevent free movement.
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