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Système de chauffage par le vide.
La présente invention se rapporte aux systèm de chauffage par le vide qui, comme cela. est bien connu consistent dans l'utilisation de la vapeur à des pressi inférieures à celle de l'atmosphère.
Dans ces systèmes, la vapeur peut être obten à des températures variables, ce qui permet,par suite d la faible densité de'la vapeur, d'obtenir un réglage ce t ral immédiat et très .précis de la température des loca
Dans un réseau de canalisation,de chauffage vide, il faut comprendre deux parties bien distinctes : 1 ) les canalisations conduisant la vapeur aux appareil de chauffage ; 2 ) les canalisations qui ramènent les eaux condensées aux chaudières.
Ces deux.réseaux sont séparés par des radiat
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ou. d'autres appareils de chauffage comprenant un purgeur à travers-lequel l'eau et l'air circulent librement, mais dont la vapeur est absolument arrêtée.
Dans ces systèmes, à température variable de vapeur, les canalisations conduisent des quantités variables de va- peur à des densités différentes par suite des variations de température. Le travail de la pompe à vide consiste à assu- rer la circulation de cette vapeur tout en maintenant dans tout le réseau le vide nécessaire pour obtenir la températu- re de vapeur désirée.
La vapeur partant du collecteur principal de la chauf- ferie pour se rendre aux radiateurs subit une perte de charge qui est variable d'après la pression absolue régnant dans le réseau-, pression qui détermine la quantité de vapeur à trans- porter dans l'appareil de chauffage.
La présente invention a pour but de produire d'une manière automatique un vide correspondant à la quantité de vapeur nécessaire au 'réseau de chauffage, cette quantité de vapeur détendue étant toujours proportionnelle à la tempé- rature régnant dans les locaux à chauffer.
En vue de la réalisation de ce but, l'invention consis- te essentiellement dans l'utilisation d'un régulateur de vi- de et de détente de vapeur ou d'un régulateur de combustion composé de membranes flexibles assujetties à un système de leviers et de contrepoids se déplaçant, simultanément de manière à maintenir des écarts de pression proportionnels aux résistances à vaincre.
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Les systèmes de leviers de contrepoids sont établis de telle sorte que la différence des pressions absolues régnant sur les membranes du régulateur de vide et du dé- tendeur ou du régulateur de combustion est toujours égale aux pertes de charge occasionnées par la vapeur dans les canalisations de distribution additionnées des résistances des robinets et des purgeurs des radiateurs.
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Les dessins ci-joints montrent, a titre d'ex ple, cornaient l'invention peut être réalisée en pratiqu
La figure 1 montre un schéma général de chauf. fage sous vide.
La figure 2 est une vue en coupe d'un détende! régulateur de vide et de température des locaux.
La figure 5 montre une installation dans laquelle on utilise un régulateur de vide et de oombustic et de température des locaux.
Sur ces dessins, 1 désigne la chaudière et 2 le collecteur principal de vapeur auquel se raccorde un collecteur secondaire de distribution 5 sur lequel
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sont branchées des aondaith Cl-C2-C3 ........cl, 02,03 etc.. aboutissant aux appareils-de chauffage, par exemple à des radiateurs 4. Des appareils de chauffage 4 pa tent des conduites de retour R, r1, r2, r3 etc.. qui aboutissent à un réservoir 5 pour leseaux de condensation. 6 désigne les pargeurs et 7 les robinets des radiateurs, 8 unpurgeur de syphon, 9 un purgeur d'air général, Sur la conduite 3 se trouve un appareil détendeur et régulateur de vide et de température des locaux qui est désigné par A à la figure 1 et qui est représenté d'une manière, détaillée à la figure 2.
Cet appareil comprend tout d'abord une boite le qui est fixée à la conduite 2 et qui comprend vers le bas une membrane 11 qui est serrée entre un collet 1 2 de cetteboite et un couvercle 13. A cette membrane 11 est fixée une tige 14 à laquelle est raccordé un clapet 15 qui commande le passage de la vapeur. Mêmelorsque ce clapet est fermé, il subsiste une ouverture 16 qui perme un certain débit de vapeur qui est fonction de l'impor- tance de l'installation .
Le dispositif comporte en outre deux ouvertures 60 et 61 de dimensions égales et pouvant être obturées p
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des pistons 62 et 63 assemblés par un système à ailettes 64 servant de guidage. Le tout est monté sur la tige 14.
Dans la position en traits pleins, les pistons 62-63 obturent les ouvertures 60 et 61. sous l'influence de l'action de la pression sur la membrane, les pistons se déplacent verticalement pour venir à la limite occuper les positions extrêmes 621 et 631 livrant ainsi passage à la vapeur qui se détend plus ou moins dans le milieu B d'après les positions des pistons fonction eux-marnes des pressions exercées sur la membrane d'après les positions des poids 31 et 38 commandés par le système de réglage par l' intermédiaire de leviers.
D'autre part, une tige 17 fixée également au collecteur 2 sert de support à une boite 18 formée de deux parties serrant entre elles une membrane 19. L'espace 20 situé au-dessus de cette membrane est relié par une conduite 21 à une pompe à vide 22 laquelle exerce également son action dans toutes les canalisations par l'intermédiaire d'une conduite 23 raccordée au réservoir 5 et munie d'un indicateur 24 da vide et de températures.
A la membrane 11 du défendeur est fixé un levier 25 qui est relié à un levier 26 qui peut osciller autour d'un axe 27 fixé à une oreille 28 du couvercle 13 et qui est muni d'une :fente 29 dans laquelle se trouve un axe 30 supportant un poids 31. L'axe du poids est raccordé par une bielle 39 au levier 40 qui peut osciller autour d'un axe 41, et qui peut actionner simultanément les contrepoids 31 et 38.
Une disposition semblable existe pour la membrane du régulateur de vide, membrane à laquelle est fixé un levier 32 qui est lui-même relié à un levier 33 qui oscille autour d'un axe 34 fixé à une oreille 35 et qui possède une fente 36 munie d'un axe 37 servant à la suspension d'un
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un bras du levier 40 dont -il vient d'être parlé qui peut osciller autour d'un axe 41. Ce levier 40 est muni d'un longement 42 pouvant être fixé dans des positions défera: nées par une broche pénétrant dans les trous 43 d'un sec 44. Le bras 40 est muni à l'extrémité de son empattement d'un contrepoids 46.
Au levier 33 est fixée une tige 48 agissant sur le circuit électrique d'un interrupteur 49 de modèle con qui est susceptible d'arrêter le moteur de la pompe 22.
Le fonctionnement est le suivant :
Le système étant froid, la.chaudière 1 du ehauf ge non allumée, si on met la pompe 22 en service, le vid s'établit dans tout le réseau de chauffage aussi bien da les canalisations de retour que dans celles de vapeur.
L'action de vide vient se manifester sur les m branes 1,9 du régulateur de vide et 11 du détendeur de va peur. Lorsque le vide atteint l'intensité nécessaire pou équilibrer le poids 38, le levier 33 se soulève et par le tige 48 vient couper le circuit électrique de l'interrupt@ 49 qui arrête le moteur de la pompe.
D'autre part, la membrane 11 du détendeur de va peur est soulevée également sous l'influence du vide et maintient ouvert le système de clapet équilibré. qui doit donner passage à la vapeur. comme on le comprend, en manoeuvrant le levier 40, on peut déplacer les poids 31 et 58 dont les command sont solidaires grâce aux deux bielles 39 et 47 et on pet soit augmenter, soit diminuer le vide à volonté,
Le système fonctionnant à froid sans vapeur, le pressions sont égales au régulateur de vide et au détende
Si l'on considère à présent le fonctionnement normal,
la vapeur provenant de la chaudière' 1 traverse l'ouverture fixe 16 et le clapet équilibré 15 du déten- deur se dilate sous l'influence du vide et vient remplir
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tout le réseau de vapeur. sa pression absolue s'exerce sur lamembrane 11 et, grâce à son action, la quantité de vapeur traversant le détendeur est proportionnée à l'intensité du vide régnant dans le système.
Les systèmes de leviers et de contrepoids 29-31 et 33-38 sont établis de telle sorte que la différence des pressions absolues régnant sur les membranes. 11 et 19 est toujours égale aux pertes de charges occasionnées par la vapeur dans les canalisations de distributions additionnées des résistances des robinets et des purgeurs des radiateurs.
Pour cela, le chemin parcouru par chaque contrepoids varie entre ces derniers au fur et à mesure de :la descente en vide. La différence à l'origine -du mouvement, lorsque la température de vapeur est la plus élevée, est plus grande qu'à la fin lorsque la température est la plus basse.
L'exemple ci-après démontre en détail le fonctionnement de cette partie de l'appareil.
Le levier 40, ayant son point d'articulation en 41, peut agir, comme expliqué sur les poids 31 et 38.
Les points d'articulation 65 et 66 sont situés a des distances différentes et variables selon les cas du centre 41. Bans le déplacement du levier 40, les points d'articulation 65 et 66 font parcourir aux poids 31 et 38 des chemins différents et correspondant à leur distance au centre 41.
A l'origine, le poids 31 se trouve légèrement à gauche de 1(axe 27 et le poids 38 se trouve placé à droite de l'axe 34. il en résulte une différence de pression exercée par les poids sur les membranes. Cette différence correspond à la perte de charge produite par la circulation de la vapeur à sa température la plus élevée, soit d'environ 100 C.
Lorsque les poids¯31 et 38 sont à l'extrémité op-
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posée, cette différence de pression d'origine s'est réd d'une façon notable pour la. faire correspondre à la nou le perte de charge produite par la vapeur à sa tempérât la plus basse, soit d'environ 60 C. Cette dernière pert de charge est bien inférieure à celle d'origine par sui du débit moindre de vapeur et de la diminution de son p spécifique.
En outre, on peut modifier au réglage et selon les besoins l'importance des poids 31 et 38 par l'adjon tion ou l'enlèvement de plaquettes de métal dans le but d'augmenter ou de diminuer, tout d'abord, là différence nécessaire de la pression d'origine et ensuite le rappo de cette différence de la pression d'origine, lorsque 1 température de la vapeur est la plus élevée, à celle fi nale correspondant à la température la plus basse.
Dans toutes les positions successives occupées par les poids 31 et 38, ces différences sont toujours fonction des pertes de charge dues à l'écoulement de la vapeur pour les débits correspondants aux températures de vapeur dans les limites d'environ 60 et 100 .
Sous.l'influence de l'action de la pompe à vid le poids 38 est soulevé progressivement et l'axe d'arti c ulation de la bielle de commande de l' int errupteur pre successivement despositions qui provoquent la rupture du circuit électrique et l'arrêt du moteur de la pompe. il se produit le phénomène inverse lorsque le vide est dev nu insuffisant. Au@ fur et à mesure que lE¯:poids 38 se soulève, par suite de la fixité du centre 65, il se rap proche aussi de l'axe 34 ce qui diminue son action et facilite la commande rapide de l'interrupteur.
Lorsque le vide est faible et que la vapeur es' à sa température la plus élevée, le poids de vapeur véh calé est maximum, les différences de pressions absolues les membranes 11 et 19 sont aussi maximum, inversement,
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lersque le vide est élevé et que la température de la va- peur est basse, le poids de vapeur véhiculé est minimum et les différences de pressions absolues sur les membranes
11 et 19 sont aussi minimum. cette combinaison des leviers est donc telle qu'en tous les poinds de la position des poids 31 et 38 le long des leviers, les différences de pressions absolues sur les membranes 11 et 19 correspondent exactement aux pertes de charges dues à l'écoulement de la vapeur dans le ré- seau de distribution.
Lorsque cette différence dépasse d'une très faible quantité cette perte de charge, le levier 33 se soulève et par la tige 48 vient couper le circuit électrique de l'interrupteur 49 et arrête le moteur de la pompe,
Lofsque le vide vient à diminuer et que la différence de pression absolue sur les membranes 11 et 19 est un peu inférieure à celle nécessaire,, le poids 38 entraine le levier 33 et par la tige 48 vient remettre le moteur en service le .temps utile à rétablir la différence né- cessaire .
peur obtenir le réglage de la température des locaux, on utilise la pression de l'eau provenant d'un réservoir 50 (fig.1) et pouvant être amenée par un tuyau
51 dans une boite 52 contenant une membrane 53 sur laquel- le agit l'eau. L'eau- de la canalisation 51 (fig.2) pro- venant du réservoir 50 traverse un diaphragme capillaire
54, vient exercer sa pression sur la membrane 53, sort par:.:un tube 55, traverse un cadran thermométrique 56 et retourne par le conduit 57 au réservoir de la pompe 22.
Le cadran thermométrique est d'un système connu.
Il est constitue par un thermomètre à tension de vapeur saturée. Le liquide de ce thermomètre est contenu dans un réservoir 58. Ce réservoir est placé dans le local ' dont la température doit *être maintenue constante. Il
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est relié par un petit tube filiforme d'une longueur quel conque à un système de tube plissé placé derrière le cadran thermométrique. Ce tube plissé sous l'influence des variations de température du local s'ouvre ou se ferme et par son mouvement ouvre ou ferme un petit robinet à ouverture capillaire placé sur la canalisation. L'ouver- ture ou la fermeture de cet petit robinet provoque un freinage plus ou moins grand de la sortie du liquide et engendre, de ce fait, une variation de la pression sur la membrane 53.
Cette variation de la pression actionne un levier 59 qui est fixe à la membrane 53 et qui commande par 1' intermédiaire du levier 40 le déplacement des contrepoids 31 et 38 de telle sorte qu'à une température donnée du local corresponde une température de la vapeur.
Lorsque le système est en non fonctionnement et que le 1 oca est froid, le petit' robinet est fermé et toute la pression du réservoir s'exerce sur la membrane 53 ce qui amène les poids vers le point d'articulation des leviers. A. ce point le vide est faible, lorsque le système est en fonctionnement, la vapeur a une température voisine de 100 . Lorsque la température dans le local va être atteinte, le robinet s'ouvre et làisse écouler l'eau progressivement ce qui diminue la pression sur la membrane 53 et les poids 31 et 38 entrainés par le contrepoids d'équilibrage 46 se déplaçant vers l'extrémité des leviers 26 et 33 ce qui provoque l'intensité du vide et une diminution de la température de la vapeur.
Les poids 31 et 38 se fixent dans une position correspondant à la température désirée dans le local, température que l'on peut faire varier au choix par la manoeuvre d'un bouton 60 qui amène l'aiguille du cadran sur la température désirée. '
On remarque que le système peut aussi fonctionner
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en supprimant l'action du réglage automatique de la température. Dans ce cas, la manoeuvre se fait à la main et le levier 40 prolongé au-delà de son point d'articulation peut être fixé dans fautes les positions désirées somme expliqué ci-dessus. on peut même séparer les deux appareils détendeurs et régulateurs de vide et les pourvoir chacun d'un réglage automatique à membrane, chaque membrane étant soumise à l'action unique d'un appareil de cession qui les commande simultanément.
De même, on peut aussi installer un nombre quelconque de détendeurs synchronisés entre eux par un appareil de pression commun et conjugués avec un .régulateur de vide unique simultanément avec tous les détendeurs sous l'influence du même appareil de pression.
Le système de détendeur régulateur de vide et de température des locaux qui vient d'être décrit s'appli- que surtout aux installations importantes dans lesquelles l'action du vide ne se prolonge pasjusque dans les chaudières. La vapeur produite dans ces dernières à une pres- sion quelconque est détendue dans le vide en vue de son utilisation. Dans ce cas, la pompe à vide, tout en maintenant la pression absolue nécessaire dans le réseau'de chauffage, assure l'alimentât ion des chaudières en eau de condensation.
Dans les installations moins importantes, le vide produit par la pompe s'étendjusqu'aux chaudières, lesquelles sont généralement alimentées des eaux des condensation directement par gravité.
Dans ce cas, la vapeur n'étant plus détendue, le système de régulateur agit directement sur la combus- tion pour la proportionner à la quantité de vapeur utile pour le chauffage.
L'appareil de la figure 3 comporte les semés références que celui de la figure 2 (avec 76 désignant un tuyau de trop-plein).
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Le détendeur est remplacé par un levier 67 pivotant sur son centre 68. ce levier est commandé par une bielle 69 rattachée par une articulation à l'extrémit du levi er à fent e 26 .
A chaque extrémité du levier 67 est fixé un câbl souple 70-71 passant sur les poulies de renvoi 72-73 e venant commander simultanément la porte d'admission d' de combustion 74 et la porte de coupe-tirage 75 placée sur la cheminée,
La combustion est ainsi synchronisée avec le ré- gulateur de vide de la même manière et dans les mêmes conditions que dans l'appareil déjà décrit de la figur
Dans bien des cas, le régulateur de la températu: des locaux est supprimé, La commande de la régulation de la température de la vapeur est faite directement à la main, le levier 40 étant fixé dans la position dési. pour obtenir cette température.