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Chauffe-liquide pour la production d'eau chaude et d'eau bouillante.
L'invention concerne les chauffe-liquide du genre connu, qui servent à la production d'eau bouillante et dans lesquels l'eau est chauffée dans un récipient fermé.. l'arrivée d'eau fraiche étant réglée par un régulateur de niveau d'eau, tandis que l'expulsion de l'eau bouillante s'effectue par la pression de la vapeur engendrée à l'ébullition. L'invention consiste en ce qu'en plus de la conduite d'arrivée, commandée par le régulateur de niveau d'eau, on prévoit une conduite d'arrivée supplémentaire, qui est en dérivation sur le régu- lateur et dont la section de passage est réglable par un ré-
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gulateur, en vue d'obtenir de l'eau à différentes tempéra- tures inférieures à la température d'ébullition.
Cette dis- position permet d'obtenir, de façon simple, non seulement de l'eau bouillante, mais aussi de l'eau à température plus basse, en réglant le débit du courant d'eau supplémentaire en rapport avec la température désirée. De préférence, l'arri- vée supplémentaire n'est pas obturable complètement, de sor- te que, le robinet de distribution étant ouvert, le chauffe- lipide reçoit constamment un faible courant d'eau qui, pendant la production d'eau bouillante, doit étre si petit que son débit soit inférieur à la quantité d'eau suscepti- ble d'être portée à l'ébullition par la chaleur fournie.
L'arrivée constante d'eau a l'avantage que l'appareil fonc- tionnant conformément à l'invention ne peut être détérioré par un échauffement excessif lorsque le courant d'eau réglé, arrivant par intermittences, vient à manquer pour une raison quelconque, par exemple à la suite d'un défaut du régulateur.
En outre, un avantage essentiel de l'invention réside en ce qu'elle permet de prévoir un dispositif régulateur de com- bustible, qui est commandé par l'eau venant du conduit sup- plémentaire et coupe l'arrivée de combustible si la condui- te d'évacuation du chauffe-liquide est bouchée. Dans des procédés connus de production d'eau bouillante, l'arrivée de combustible est commandée unicuement par la pression de la conduite d'eau par exemple, par l'intermédiaire d'une mem- brane subissant la pression sur une de ses faces.
L'inconvé- nient en est que les flammes de chauffage continuent à brûler si, pour une raison fortuite, par exemple une obstruc- tion, l'eau chauffée est empêchée de s'écouler, de sorte que l'eau dans le chauffe-liquide continue à 'être chauffée et /que l'élévation de pression peut endommager l'appareil.
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@ Sur le dessin annexé,
Figs. 1 et 2 montrent deux exemples de réalisation d'un chauffe-liquide conforme à l'invention.
Figs. 3 et 4 montrent différentes positions de ré- glage du chauffe-liquide suivant la Fig. 2..
Sur le dessin,10 est un échangeur de chaleur cons- titué par un récipient en forme de pot, garni d'ailettes de chauffage 11. L'eau froide arrive par une conduite 12 et passe, par une soupape régulatrice de pression, dans la con- duite 14 allant vers l'échangeur de chaleur 10. La soupape 13 est actionnée par une membrane 16 soumise à l'action d'un ressort 15 et logée dans une chambre 17 qu'elle divise en deux compartiments 18, 19, le compartiment 19 communiquant avec l'atmosphère par une ouïe. En méme temps, la membrane 16 actionne une soupape à gaz 20 située dans la conduite à gaz 22 qui alimente le brûleur à gaz 21. La conduite d'eau froide 14 se divise en deux conduites parallèles 23 et 24 aboutissant toutes les deux dans l'échangeur de chaleur 10.
Le débit de la conduite 23 est réglé par une soupape à flot- teur 25, tandis que l'eau de la conduite 24 peut s'écouler librement dans l'échangeur de chaleur 10. Un organe régu- lateur 26 sous forme d'un robinet permet de régler le débit d'eau de la conduite 24.
Quand on ouvre le robinet d'admission 27 de la con- duite d'eau froide 12, l'eau entre, par la soupape 12. dans la conduite 14 et parvient par la conduite 23 et aussi, lorsque le robinet 26 est ouvert, par la conduite 24, dans l'échangeur de chaleur 10. Quand le niveau d'eau atteint, dans ce dernier, une hauteur prédéterminée, la soupape à flotteur 25 obture la conduite 23. L'eau dans le récipient 10 est alors chauffée jusqu'à la température d'ébullition. La va-
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peur dégagée à l'ébullition exerce sur la surface de l'eau une pression qui refoule l'eau dans une conduite de distri- bution 28. La soupape de réglage 13 assure le maintien d'une pression invariable dans la conduite 14 et, par conséquent, dans les conduites 23, 24.
Quand on désire soutirer de l'eau à une température inférieure à celle de l'ébullition, on règle le robinet 26 de façon que l'eau allant vers le réci- pient 10 traverse une voie plus étroite 29, ou une voie plus large 29a. Le débit ininterrompu de la conduite 24 amène ainsi, dans le chauffe-liquide, une quantité d'eau dépassant notablement celle qui peut être portée à l'ébulli- tion par les gaz de chauffage et refoulée hors de l'appa- reil par la pression de la vapeur engendrée. L'arrivée inin- terrompue d'eau détermine ainsi la montée du niveau dans le récipient 10, de sorte que la conduite 23 reste obturée par la soupape à flotteur 25.
L'eau dans l'appareil est portée à une température qui, en raison de la quantité accrue d'eau, est inférieure à la température d'ébullition, et elle est ensuite refoulée dans la conduite 28 sous la pression dé= terminée par le régulateur de pression 13. 16. Le chauffe- liquide fonctionne ainsi comme simple chauffe-eau pour eau courante. L'eau soutirée est plus ou moins chaude, selon le débit du robinet 26. Lorsque, le robinet 26 n'étant ouvert que partiellement, on ouvre brusquement la soupape 25, il peut se produire une brusque chute de pression sous la mem- brane 16. Dans ce cas le ressort 15 pousserait la membrane vers le bas et fermerait ainsi la soupape à gaz 20.
Pour éviter cela, un étranglement 30 est prévu dans la conduite 14 pour en limiter le débit maximum. Si la résistance de la conduite 14 est suffisante, l'étranglement 30 peut être supprimé.
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Sur la Fig. 2, l'échangeur de chaleur consiste de moine en un récipient 10' avec ailettes 11'. A l'ouverture du robinet à eau¯chaude 27', l'eau froide passe, par la sou- pape régulatrice 13' d'un régulateur de pression, dans la chambre à pression réglée 18'. De là, l'eau s'engage d'une part dans un conduit 23' dont le débit dans le récipient 10' est réglé par la soupape à flotteur 25' du régulateur du ni- veau d'eau et, d'autre part, dans la conduite supplémentaire 24', 24" qui débouche dans le récipient 10', indépendamment de la soupape régulatrice 25'.
La partie 24" de la con- duite supplémentaire est constituée, dans l'exemple repré- senté, par un serpentin en contact thermique avec la paroi de la chambre de combustion 33, pour refroidir celle-ci. Ce refroidissement ne doit jamais être interrompu et, pour cette raison,la conduite supplémentaire 24', 24" présente une section de passage minimum non obturable, limitée par un étranglement 31 de telle façon que son débit soit inférieur à la quantité d'eau susceptible d'être portée à l'ébullition par la chaleur fournie. L'étranglement 31 est un Venturi dont le côté à pression réduite communique avec la chambre à membrane 19' du régulateur de pression d'eau.
De cette façon on parvient à influencer la membrane 16' tant par la chute de pression produite à l'étranglement 31, que par la pression régnant dans le récipient 10', par l'intermédiaire de la conduite 24'' aboutissant à ce dernier. Aussi long- temps que la partie de la conduite 24" en aval de l'étran- glement 31 permet à l'eau de s'écouler librement, la membrane 16' subit l'influence prédominante de la pression d'eau dans la chambre 18'. Le régulateur sert ainsi de régulateur de pression pour limiter, à la fermeture de la soupape à flot- teur 25', l'arrivée d'eau de telle façon que la pression ré- @
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gnant dans la conduite 23' soit incapable de forcer la sou- pape à flotteur 25' à s'ouvrir.
Mais dès qu'il se produit un rétrécissement de la conduite 24" (par exemple par suite d'un dépôt d'incrustations dans la partie chauffée du serpen- tin), la membrane 16' est influencée, dans la chambre 19', par la. pression d'eau dans la conduite 24" et fonctionne comme régulatrice de débit qui ouvre la soupape de réglage 13' au point de faire débiter, par la partie rétrécie de la conduite 24",la même quantité d'eau que précédemment.De cette façon on évite les dégâts que pourrait subir, par échauffement, le récipient 10' insuffisamment rempli d'eau.
Quand la pression dans la conduite 24'' ou dans le réci- pient 10' monte d'une façon excessive (par exemple par suite d'une obstruction de l'ouverture d'écoulement 28'), la mem- brane 16' est repoussée vers le bas pour que la soupape à gaz 20' se ferme sous l'action du ressort 15', ce qui évite que la pression due à l'évaporation du contenu du récipient 10' puisse s'élever au point de faire éclater le récipient.
Afin de pouvoir soutirer également de l'eau chaude, on prévoit, comme dans le cas de la Fig. l, un dispositif de réglage 26' sous forme d'un robinet actionné par une poignée 34 munie avantageusement d'une échelle de tempéra- tures ou d'indications "Bouillant", "Chaud", "Tiéde". Quand on désire soutirer de l'eau "chaude", on place le robinet dans la position, représentée sur la Fig. 3, dans laquelle une conduite 35 contournant l'étranglement 31, est mise en communication, par une voie 36 du robinet, avec l'espace en aval de la soupape de réglage 13'.
La quantité d'eauprise dans cet espace étant accrue, la pression en-dessous de la membrane 16' tombe, ce qui a pour effet d'ouvrir plus large- ment la soupape de réglage 13', jusqu'à ce que la pression
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en-dessous de la membrane ait atteint la valeur primitive.
En ce moment,le débit total de.la conduite supplémentaire 24', 24" et de la conduite 23' est si grand que le niveau d'eau dans le récipient 10' monte au point que la soupape à flotteur 25' obture la conduite 23'/ Dès lors, le récipient 10' n'est donc alimenté en eau que par la conduite 24', 24".
En raison de l'accroissement du débit, l'eau dans le réci- pient 10' n'est chauffée qu'à une température plus réduite et quitte, par la conduite de distribution 28', l'appareil qui fonctionne comme un chauffe-liquide ordinaire, tout comme l'appareil suivant la Fig. 1, avec son dispositif de réglage 26 placé dans la position correspondante. Le débit maximum de la dérivation 35 peut être réglé par un étranglement 39.
Au lieu d'utiliser une dérivation 35 contournant l'étrangle- ment 31., on pourrait aussi rendre cet étranglement réglable, de façon connue'en soi, de façon à pouvoir modifier son action.
Quand on désire soutirer de l'eau à une température plus basse encore (eau tiède), on tourne encore le robinet 26' gour mettre l'espace en amont de la soupape de réglage 13' en communication directe avec l'espace 18' en aval de la soupape de réglage. A cet effet on prévoit, dans le bois- seau du robinet, un orifice 37 contournant la soupape de ré- glage 13' et, dans la carotte, une voie 38. Dans la position du robinet 26' représentée sur la Fig. 4; l'eau peut arriver, par la voie 38 et l'orifice 37, sous la membrane 16', sans subir un étranglement, de façon que la pression entière de la distribution d'eau s'établit en-dessous de la membrane. Celle- ci est alors soulevée, et la soupape de réglage 13' obture l'ouverture de réglage, pour ne permettre à l'eau de passer que par le chemin 37, 38.
L'eau n'ayant pas subi d'étrangle- ment, s'écoule par la conduite 24' et l'étranglement 31, ainsi
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que par la dérivation 35, et s'engage dans la conduite 24'' pour atteindre le récipient 10'.
D'autre part, l'eau s'engage dans la conduite 23' sous une pression si forte, que la soupape 25' est forcée de s'ouvrir et d'admettre, dans le récipient, l'eau arrivant par la conduite 23'. La température de l'eau s'écoulant par la conduite de distribution 28' est alors plus basse, par suite de l'accroissement du débit. On peut aussi dimensionner la soupape de réglage 13' et la conduite en dérivation 37, 38 de façon qu'une partie seulement de l'eau s'écoule libre- ment par la dérivation, tandis que l'autre partie passe par la soupape de réglage 13'. Dans ce cas, cette soupape de réglage n'est pas mise hors service. Par un réglage appro- prié du robinet 26' on peut régler la quantité d'eau passant par la dérivation 37, 38 et soutirer ainsi de l'eau dont la température est comprise entre des limites correspondantes.
Quand l'appareil est dans la position "Tiède", on peut éga- lement régler la température de l'eau qui s'écoule, en agis- sant sur le robinet 27' pour proportionner l'arrivée d'eau froide à la température désirée.
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Liquid heater for the production of hot water and boiling water.
The invention relates to liquid heaters of the known type, which are used for the production of boiling water and in which the water is heated in a closed container. The fresh water inlet being regulated by a level regulator d water, while the expulsion of boiling water is effected by the pressure of the steam generated at the boiling point. The invention consists in that in addition to the inlet pipe, controlled by the water level regulator, an additional inlet pipe is provided, which is bypassed on the regulator and whose cross section. passage is adjustable by a re-
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regulator, with a view to obtaining water at different temperatures below the boiling point.
This arrangement makes it possible to obtain, in a simple manner, not only boiling water, but also water at a lower temperature, by adjusting the flow rate of the additional stream of water in relation to the desired temperature. Preferably, the additional inlet is not completely shut off, so that, with the dispensing valve open, the lipid heater constantly receives a weak stream of water which, during the production of boiling water , must be so small that its flow rate is less than the quantity of water likely to be brought to the boil by the heat supplied.
The constant inflow of water has the advantage that the apparatus operating in accordance with the invention cannot be damaged by excessive heating when the regulated flow of water, arriving intermittently, fails for any reason. , for example following a fault in the controller.
In addition, an essential advantage of the invention resides in that it makes it possible to provide a fuel regulator device, which is controlled by the water coming from the additional pipe and cuts off the fuel supply if the pipe. - the liquid heater outlet is blocked. In known processes for the production of boiling water, the arrival of fuel is controlled solely by the pressure of the water pipe, for example, by means of a membrane undergoing pressure on one of its faces.
The disadvantage of this is that the heater flames continue to burn if for some fortuitous reason, for example an obstruction, the heated water is prevented from flowing, so that the water in the heater liquid continues to be heated and / as the rise in pressure may damage the apparatus.
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@ On the attached drawing,
Figs. 1 and 2 show two embodiments of a liquid heater according to the invention.
Figs. 3 and 4 show different adjustment positions of the liquid heater according to FIG. 2 ..
In the drawing, 10 is a heat exchanger consisting of a pot-shaped vessel lined with heating fins 11. The cold water arrives through a line 12 and passes, through a pressure regulating valve, into the chamber. pipe 14 going towards the heat exchanger 10. The valve 13 is actuated by a membrane 16 subjected to the action of a spring 15 and housed in a chamber 17 which it divides into two compartments 18, 19, the compartment 19 communicating with the atmosphere by a hearing. At the same time, the diaphragm 16 actuates a gas valve 20 located in the gas pipe 22 which supplies the gas burner 21. The cold water pipe 14 is divided into two parallel pipes 23 and 24 both ending in the 'heat exchanger 10.
The flow rate of line 23 is controlled by a float valve 25, while water from line 24 can flow freely into heat exchanger 10. A regulator 26 in the form of a valve. tap adjusts the water flow in line 24.
When the inlet valve 27 of the cold water pipe 12 is opened, the water enters, through the valve 12. in the pipe 14 and arrives through the pipe 23 and also, when the valve 26 is open, through line 24, into heat exchanger 10. When the water level in the latter reaches a predetermined height, float valve 25 closes line 23. The water in container 10 is then heated to 'at boiling temperature. The va-
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fear released by boiling exerts a pressure on the surface of the water which pushes the water back into a distribution pipe 28. The regulating valve 13 ensures that constant pressure is maintained in the pipe 14 and, by therefore, in pipes 23, 24.
When it is desired to draw off water at a temperature below that of the boiling point, the tap 26 is adjusted so that the water going to the vessel 10 passes through a narrower passage 29, or a wider passage 29a. . The uninterrupted flow of the pipe 24 thus brings, into the liquid heater, a quantity of water notably exceeding that which can be brought to the boiling point by the heating gases and discharged out of the apparatus by the boiler. pressure of the vapor generated. The uninterrupted inflow of water thus determines the rise in the level in the container 10, so that the pipe 23 remains blocked by the float valve 25.
The water in the apparatus is brought to a temperature which, due to the increased quantity of water, is lower than the boiling point, and it is then discharged into line 28 under the pressure determined by the pressure regulator 13. 16. The liquid heater thus functions as a simple water heater for running water. The water withdrawn is more or less hot, depending on the flow rate of the tap 26. When, with the tap 26 only partially open, the valve 25 is suddenly opened, there may be a sudden drop in pressure under the diaphragm. 16. In this case the spring 15 would push the diaphragm down and thus close the gas valve 20.
To avoid this, a constriction 30 is provided in the pipe 14 to limit the maximum flow. If the resistance of the line 14 is sufficient, the constriction 30 can be removed.
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In Fig. 2, the heat exchanger consists of a vessel 10 'with fins 11'. When the hot water tap 27 'is opened, the cold water passes, through the regulating valve 13' of a pressure regulator, into the regulated pressure chamber 18 '. From there, the water enters, on the one hand, into a pipe 23 ', the flow of which into the container 10' is regulated by the float valve 25 'of the water level regulator and, on the other hand. , in the additional pipe 24 ', 24 "which opens into the container 10', independently of the regulating valve 25 '.
The part 24 "of the additional duct is formed, in the example shown, by a coil in thermal contact with the wall of the combustion chamber 33, in order to cool the latter. This cooling must never be interrupted. and, for this reason, the additional pipe 24 ', 24 "has a minimum non-closable passage section, limited by a constriction 31 such that its flow rate is less than the quantity of water capable of being brought to the water. boiling by the heat supplied. The throttle 31 is a Venturi, the reduced pressure side of which communicates with the membrane chamber 19 'of the water pressure regulator.
In this way it is possible to influence the membrane 16 'both by the pressure drop produced at the constriction 31, and by the pressure prevailing in the container 10', via the pipe 24 '' leading to the latter. As long as the portion of the line 24 "downstream of the constriction 31 allows water to flow freely, the membrane 16 'is predominantly influenced by the water pressure in the chamber. 18 '. The regulator thus serves as a pressure regulator to limit, when the float valve 25' is closed, the inflow of water in such a way that the pressure reacts.
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in line 23 'is unable to force float valve 25' to open.
But as soon as there is a narrowing of the pipe 24 "(for example as a result of a deposit of incrustations in the heated part of the coil), the membrane 16 'is influenced, in the chamber 19', by the water pressure in line 24 "and functions as a flow regulator which opens regulating valve 13 'to the point of causing the constricted portion of line 24" to flow the same amount of water as before. In this way, damage to the container 10 'which is insufficiently filled with water is avoided by heating.
When the pressure in line 24 '' or in vessel 10 'rises excessively (eg due to an obstruction of flow opening 28'), membrane 16 'is pushed down so that the gas valve 20 'closes under the action of the spring 15', which prevents the pressure due to the evaporation of the contents of the container 10 'can rise to the point of bursting the container.
In order to be able to draw off hot water as well, provision is made, as in the case of FIG. 1, an adjustment device 26 'in the form of a tap actuated by a handle 34 advantageously provided with a scale of temperatures or indications "Boiling", "Hot", "Warm". When it is desired to draw off "hot" water, the tap is placed in the position, shown in FIG. 3, in which a pipe 35 bypassing the constriction 31, is placed in communication, by a channel 36 of the valve, with the space downstream of the control valve 13 '.
As the amount of water taken in this space is increased, the pressure below the diaphragm 16 'drops, which has the effect of opening the regulating valve 13' more widely, until the pressure
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below the membrane has reached the original value.
At this time, the total flow rate of the supplemental line 24 ', 24 "and of the line 23' is so great that the water level in the vessel 10 'rises to the point that the float valve 25' closes the line. 23 '/ Consequently, the container 10' is therefore supplied with water only through the pipe 24 ', 24 ".
Due to the increased flow rate, the water in vessel 10 'is only heated to a lower temperature and leaves, through distribution line 28', the apparatus which functions as a heater. ordinary liquid, just like the apparatus according to FIG. 1, with its adjustment device 26 placed in the corresponding position. The maximum flow rate of the bypass 35 can be regulated by a throttle 39.
Instead of using a bypass 35 bypassing the constriction 31, one could also make this constriction adjustable, in a manner known per se, so as to be able to modify its action.
When you want to draw off water at an even lower temperature (lukewarm water), turn on tap 26 'to put the space upstream of the control valve 13' in direct communication with the space 18 'in downstream of the regulating valve. For this purpose, an orifice 37 bypassing the regulating valve 13 'and, in the sprue, a channel 38 is provided in the valve stem. In the position of the valve 26' shown in FIG. 4; the water can arrive, through the channel 38 and the orifice 37, under the membrane 16 ', without undergoing a constriction, so that the entire pressure of the water supply is established below the membrane. The latter is then raised, and the adjustment valve 13 'closes the adjustment opening, to allow water to pass only through the path 37, 38.
The water which has not undergone a constriction flows through line 24 'and constriction 31, thus
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only through the bypass 35, and engages in the pipe 24 '' to reach the container 10 '.
On the other hand, the water enters the pipe 23 'under such a strong pressure that the valve 25' is forced to open and admit, into the container, the water arriving through the pipe 23. '. The temperature of the water flowing through the distribution pipe 28 'is then lower, as a result of the increased flow. It is also possible to size the control valve 13 'and the bypass line 37, 38 so that only part of the water flows freely through the bypass, while the other part passes through the relief valve. 13 'setting. In this case, this regulating valve is not taken out of service. By suitable adjustment of the tap 26 ', it is possible to adjust the quantity of water passing through the bypass 37, 38 and thus to withdraw water the temperature of which is between corresponding limits.
When the appliance is in the "Lukewarm" position, it is also possible to adjust the temperature of the flowing water, by acting on the tap 27 'to proportion the cold water inlet to the temperature. desired.
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