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"Perfectionnements apportés aux dispositifs avec matelas d'air et clapet pour installations d'eau chaude".
La présente invention est relative aux dispositifs comportant, en combinaison² un matelas d'air pour amortir les chocs ou vibrations et un clapet pour contrôler le débit d'un fluide, pratiquementincompressible,tel que l'eau dans des installations de chauffage par eau chaude; et elle s'applique, plus particulièrement, à des installations de ce genre qui sont de préférence du type fermé et comportent des moyens de sûreté ou de décharge de la pression lesquels sont autres que la chambre de détente ordinaire, une pompe ou analogue étant prévue, de préférence, pour obtenir la circulation de l'eau chaude dans les conduits et les échangeurs de chaleur ou radiateurs faisant partie de l'installation.
Un des buts de la présente invention est de réaliser un. dispositif comprenant un clapet qui est agencé de
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manière qu'il s'ouvre seulement pendant les périodes de fonctionnement de la pompe et un matelas d'air établi entre ledit clapet et ladite pompe pour absorber les pulsations qui se produisent dans le courant d'eau et pour empêcher que ces pulsations provoquent une vibration du clapet, ce matelas absorbant également les vibrations produites dans le courant liquide par suite de la fermeture dudit clapet.
Selon l'invention un volume relativement faible d'air ou d'un autre gaz est emprisonné dans un dispositif à clapet pour former un matelas propre à absorber les pulsations et les vibrations. Une caractéristique de l'invention est qu'une disposition de ce genre permet d'établir un matelas d'air ou de gaz, de volume relativement réduit, directement dans le trajet suivi par le liquide en circulation, le matelaâ étant caractérisé en outre par sa surface de contact, relativement grande, avec le liquide.
Selon l'invention on peut faire comporter à un dispositif propre à former un matelas d'air ou de gaz une pièce unique dans laquelle on ménage un passage pour l'écoulement des liquides et dont la forme générale rappelle celle d'un S ou d'une courbe ondulée, le premier coude de ce passage étant élargi pour former une chambre de volume convenable dans laquelle le gaz est emprisonné. L'entrée et la sortie du dispositif peuvent comporter des filetages ou d'autres moyens de raccordement équivalents à l'aide desquels le dispositif peut être monté dans une partie tubulaire de l'installation.
De préférence on relie le dispositif au conduit vertical prévu à la sortie de chaudière et on l'établit, encore mieux, à proximité immédiate de la chaudière, l'entrée du passage susdit, de forme ondulée, se trouvant ainsi directement dans le prolongement du conduit vertical partant de la chaudière.
Le passage ondulé, ménagé dans le dispositif, est constitué avantageusement par deux coudes opposés et écartés l'un de l'autre en s'étendant d'une extrémité à l'autre du dispositif, ces coudes présentant une partie commune appréciable. Les
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coudes et les parois latérales du dispositif délimitent, par conséquent, un passage d'entrée, un passage de sortie et un passage de liaison intermédiaire ]Le sens de l'écoulement du liquide étant inversé dans chacun de ses passages successifs.
De préférence la chambre ou cloche à air chevauche le passage d'entrée et le passage intermédiaire de sorte que le matelas de gaz se trouve dans le prolongement du courant liquide et que la surface libre de ce matelas est égale à la somme des surfaces de ces deux passages.
Un passage obturable pour l'air et un indicateur de niveau peuvent être utilisés pour la chambre à air' afin qu'on puisse régler effectivement le volume du matelas d'air ainsi que l'emplacement et l'étendue de sa surface libre. La forme et la capacité de la chambre à air per se peuvent être telles que l'air ou tout autre gaz qui subsiste dans l'installation, après que la plus grande'partie a été évacuée par les radiateurs et autres moyens d'échappement d'air, aura sans aucun autre réglage un volume convenable pour qu'il puisse servir effica- cement comme matelas amortisseur.
Avantageusement on peut avoir recours à une liaison tubulaire aboutissant à une chambre auxiliaire propre à recueil- lir de l'air, le volume de cette chambre et du tube de liaison étant tel que pendant le fonctionnement normal de l'installa- tion de chauffage, la surface libre de l'air emprisonné soit en contact direct avec le liquide en écoulement l'étendue de cette surface étant, en substance, égale ou supérieure à celle du passage d'entrée.
Le dispositif à matelas d'air comporte, de préférence dans le passage de sortie, un clapet à fermeture automatique ou analogue pour empêcher positivement ou pour restreindre à tout degré voulu la circulation, par thermo-siphon, dans l'ins- tallation de chauffage. Ce clapet est constitué, de préférence, par un disque alourdi et articulé qui est propre à venir s'ap- pliquer, par l'effet de la pesanteur, sur un siège incliné de préférence vers le haut. Pour maintenir le clapet complète- -
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ment ou partiellement ouvert, le support articulé du clapet comporte une saillie ou oreille occupant un emplacement con- venable par rapport à une vis de réglage appropriée.
Une circulation forcée de l'eau dans l'installa- tion est suffisante pour vaincre l'effet de la pesanteur agis- sant sur le clapet qui contrôle l'écoulement et pour provo- quer ainsi l'ouverture du clapet de sorte que l'eau peut pas- ser normalement par celui-ci. Par la présente invention, en établissant le matelas d'air dans un conduit qui se trouve entre le clapet et les moyens de pompage, les pulsations sont supprimées dans l'installation et le mouvement pulsatoire ou vibratoire du clapet proprement dit est éliminé.
Les dessins ci-annexés montrent, à titre d'exemple, quelques modes de réalisation préférée de l'invention.
La fig. 1 montre, schématiquement, l'ensemble d'une ins- tallation de chauffage par eau chaude et dans laquelle est appliquée l'objet de l'invention.
Les fig. et 3 montrent, respectivement en coupe verticale et en plan, un dispositif établi selon un premier mode de réalisation dé l'invention.
Les fig. 4 et 5 montrent, semblablement, un dis- positif établi selon un deuxième mode de réalisation de l'in- vention.
Sur la fig. 1 on a montré une installation de chauffage par eau chaude et du type fermé, cette installation comprenant une chaudière 10, un conduit d'alimentation 12, un conduit de retour 14, des tubes d'alimentation 16 aboutissant aux échangeurs de chaleur ou radiateurs 17, des tubes de re- tour 18 partant de ces appareils, des différents conduits formant donc un circuit complet dans lequel de l'can chaude est amenée aux échangeur de chaleur et dans le quelleau refoidie est ramenée à la chaudière. Une pompe de circulation d'eau 20 ou d'autres moyens de pompage appropriés peuvent être établis dans le conduit de retour 14, généralement à proxi- mité de la chaudière, comme montré.
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Le fonctionnement de cette pompe de circulation peut être contrôlé par un thermostat ordinaire 22, établi dans le local et qui constitue un interrupteur sensible à la température et qui est établi dans le circuit électrique 24 .
L'eau peut être amenée à la chaudière 10 par le conduit d'alimentation 26 dans lequel peuvent être établis également un robinet 28 commandé à la main, une soupape réductrice de pressi'on 30 et une soupape de sûreté 32,cette dernière servant à l'évacuation de l'eau par le conduit 33 au cas où une pression anormale se produirait dans l'installation.Comme montré le conduit d'alimentation 26 est relié au conduit de retour 14 en un point très voisin de la chaudière.
Un appareil thermique auxiliaire, comprenant un échangeur de chaleur 36, peut être prévu pour chauffer de l'eau contenue dans un réservoir ou ballon 38,Selon la pratique courante, on fait circuler l'eau chaude, provenant de la chaudière, dans un serpentin approprié établi dans l'échangeur de chaleur 36, ledit serpentin étant relié par exemple par un tube 37 au réservoir 38 .
Comme visible sur la fig. 1 on a établi entre le conduit de sortie vertical 12a de la chaudière 10 et le conduit d'alimentation 12 un dispositif 40 avec matelas gazeux qui sert à former un matelas d'air ou de gaz, dont le volume est relativement faible mais dont la surface libre, est relativement grande, directement sur le trajet suivi par le courant d'eau dans l'ensemble des conduits.
Ce matelas d'air permet d'absorber les pulsations, les chocs et /ou les vibrations sonores en évitant ou en limitant ainsi leur transmission au travers de l'instal-' lation de chauff age ,
Le dispositif 40 peut être constitué par une pièce coulée, en fer, en laiton ou en métal équivalent.Un passage ondulé peut être formé dans cette pièce par deux coudes qui sont formés par des parois 41 et 42 écartées et dirigées suivant des directions opposées en se trouvant en partie en regard l'une
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de l'autre ces parois s'étendant d'une extrémité à l'autre de 1'appareil.
Sur la fig. 2 on voit que ledit passage ondulé comporte un passage d'entrée 44, un passage de sortie 45 et un passage intermédiaire 46, la direction de l'écoulement par les coudes successifs étant, de préférence, complètement inversé .
Il est préférable d'établir le dispositif 40 à proximité immédiate de la chaudière, le passage d'entrée 44 se trouvant ainsi dans le prolongement du tube vertical ordinaire 12a partant de la chaudière. Les raccords 43 et 43a sont agencés de manière à pouvoir être raccordés directement aux tubes qui aboutissent au dispositif 40 . Le passage ondulé présente, avantageusement, sur toute sa longueur une capacité d'écoulement égale ou supérieure à celle du tube vertical 12a afin de permettre un débit régulier et non étranglé au travers du dispositif.
Pour réduire le nombre de types du dispositif 40 et faciliter ainsi la mise en magasin et la distribution commerciale, on peut adopter un type de dispositifs qui convienne à l'usage pour un nombre approprié de tubes verticaux 12a de dimensions plus petites en faisant intervenir des raccords convenables à l'entrée et à la sortie.
Comme visible sur la fig. 2 on peut munir l'entrée et la sortie de filetages ordinaires. On peut évidemment prévoir également des raccords avec flasques ou des douilles. Un bouchon fileté 46 avec rondelle d'étanchéité 47 peut être engagé dans un trou prévu à la partie inférieure du dispositif pour permettre la vidange ou le nettoyage.
En conformité avec la caractéristique de la présente invention, suivant laquelle on fait intervenir un matelas gazeux qu'on établit directement sur le trajet du courant d'eau passant dans l'installation, ledit matelas ayant un volume relativement faible mais une surface libre relativement grande pour venir en contact avec le liquide en écoulement, on peut donner au premier coude du passage ondulé une forme élargie pour constituer une chambre 50 en forme de cloche et de volume convenable.
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De cette manière la surface libre du gaz, emprisonné dans la cloche, est sollicité ou bien par le courant direct provenant du passage 44 ou par le courant inversé traversant le passage 45 . De cette manière l'étendue de la surface libre de la chambre à gaz, qui correspond à la somme des surfaces horizontales des passages 44 et 46constitue une surface amortissante flexible exceptionnellement grande.
Sur la fige 4 on a montré un deuxième mode de réalisation d'un dispositif analogue à celui des fig. 2 et 3 ce dispositif pouvant comporter en outre un indicateur de niveau 55 et des moyens tels qu'une soupape d'aération 56 par laquelle peut s'échapper l'air ou le gaz emprisonné dans la chambre 50 afin qu'on puisse contrôler positivement le volume du matelas gazeux formé dans cette chambre ainsi que l'étendue de sa surface de contact avec le liquide chaud.
Un orifice taraudé 57 peut être prévu à la partie supérieure de la chambre 50 pour y raccorder un tube de liaison aboutissant à une chambre à gaz auxiliaire.Il est évident que le dispositif selon la fig. 2 peut également comporter un raccord pour la liaison à une chambre auxiliaire, un indicateur de niveau et une soupape d'aération
Les dispositifs avec matelas comportent, de préférence dans leur passage de sortie, des ,moyens obturateurs à fermeture automatique, tels qu'un clapet, pour contrôler, voire pour empêcher la circulation, par effet de thermo-siphon, de l'eau dans l'installation, cet empêchement étant avantageux quand il n'est pas désirable ou nécessaire de fournir de la chaleur aux appareils 17 de l'installation.
Par cette disposition on peut faire fonctionner l'appareil auxiliaire,pour chauffer de l'eau pour usages domestiques,, d'une manière complètement indépendante de l'installation principale.
Le dispositif à clapet qui est le même sur les fig. 2 et 4 peut comporter un clapet ou disque alourdi 60 monté par une cheville 61 sur une languette 62 engagée librement sur un axe 63 logé dans une boîte appxopriée 64. On a prévu pour le clapet un siège 65, de préférence incliné vers le haut et qui fait parti
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tie intégrante du dispositif 40 . On peut également constituer ce siège par une bague rapportée.
Comole visible sur les fig. 3 et 5 on peut engager une vis de retenue 66 avec logement central sur une extrémité de l'axe 63 ladite vis servant ainsi cornue support amovible pour l'axe 53.
Le passage 45 est donc normalement fermé le poids du clapet 60 ayant une tendance à,l'appliquer sur son siège 65 .
De préférence on donne au poids du clapet 60 une valeur telle que la pression thermo-siphonique produite par la chaudière ne soit pas suzfisante pour vaincre la résistance du clapet 60 de sorte que toute circulation par effet de thermo-siphon peut être effectivement empêchée. Par contre, quand la pompe de circulation 20 fonctionne, la pression produite provoque 1' ouverture du clapet et permet une circulation forcée de l'eau chaude dans l'installation.
Pour obtenir un réglage du degré de fermeture du clapet 60 et pour réaliser à cet effet des moyens pour maintenir le clapet plus ou moins ouvert, on a prévu une vis;: de réglage 68 propre à agir sur une oreille 69 faisant, de préférence, partie de le languette @2. Une rondelle 70 et un écrou de blocage 71 sont avantageusement utilisés pour former un joint étanche au passage de la vis 68 .
La section du conduit vertical 12a est évidemment établie de manière qu'il satisfasse au débit d'eau chaude circulant dans l'installation de chauffage et en concordance avec la longueur et autres caractéristiques de la canalisation ellemême. -Les dimensions du conduit vertical 12a sont donc en rapport avec le volume total du liquide que contient l'installation de chauffage et pour la mise en oeuvre de l'invention la capacité à donner de la chambre ou cloche 50 )peut être déterminée par la dimension de la section de l'entrée 43.
La plus grande partie de l'air ou d'un autre gaz emprisonné dans l'eau ou autre fluide thermique de l'installation,
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telle,que montrée sur la fig, 1, peut être expulsée hors du dispositif 40 dans les conduits et dans les appareils échangeurs de chaleur de l'installation par la pression et la force vive produite par la pompe de circulation 20.Le Gaz peut être évacué hors de l'installation en manoeuvrant les robinets ordinaires 75 pour l'échappement de l'air.La partie restante du gaz reste emprisonnée dans la cloche ou chambre 50 de sorte qu'à un certain moment du fonctionnement un passage approprié pour l'eau sera formé entre la surface du gaz et le bord supérieur de la paroi 41, ladite surface de gaz constituant ainsi une limite pour le passage de l'eau.
Sur la fig. 2 cette surface est désignée par la ligne,A A
Il est à noter que la vitesse et la pression de airculation, produites uniquement par un effetde thermo-siphon comne dans une installation! ne comprenant pas de pompe de circulation ne sont pas suffisantes pour refouler l'air au travers et hors du dispositif avec matelas d'air de sorte que le volume d'air emprisonné dans la chambre à gaz peut être excessif. Le mode de réalisation selon les fig. 4 et 5 convient tout particulièrement à une telle installation puisque le gaz peut s'échapper hors de la chambre 50 en manoeuvrant la soupape d'a- ération 56 .'Le volume de gaz peut, de cette manière, être réglé à volonté en se basant sur les indications données par 1'indicateur de niveau 55 .
Si la circulation se fait par effet de thermo-siphon, il est,, évident que le clapet 60 doit être maintenu complètement ouvert pour permettre la circulation de l'eau au travers de l' installation. Quand il n'est pas désirable ou nécessaire d'amener l'eau chaude aux échangeurs de chaleur 17, par exemple pendant l'été, alors que l'appareil de chauffage auxiliaire doit continuer à fonctionner pour fournir l'eau chaude pour usages domestiques, une manoeuvre appropriée de la vis de réglage 6@ permet la fermeture complète du clapet.
Le siège du clapet est incliné suivant la direction d' écoulement du liquide chaud. Un angle d'inclinaison qui a donné
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des résultats satisfaisants est celui indiqué sur les fig.2 et 4, Parmi les avantages ainsi obtenus on obtient celui d'une déviation moindre du trajet suivi par le liquide en écoulement, plus spécialement au début de l'ouverture du clapet, et celui que le déplacement angulaire entre l'ouverture totale et la fermeture totale du clapet est réduit au minimum.
Comme il va de soi et comme il résulte déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiqués; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes.
Revendications.
I.- Dispositif avec matelas d'air et clapet pour installations d'eau chaude caractérisé par le fait qu'il est constitué pcr une pièce dans laquelle on ménage un passage ondulé formé par deux coudes successifs et opposés, obtenus à l'aide de deux parois écartées l'une de l'autre et dirigées en sens contraires ce passage formant, à sa partie supérieure, une chambre destinée à contenir un fluide gazeux constituant un matelas élastique et anti-vibratoire.