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APPAREIL POUR LE CHAUFFAGE.DE LIQUIDES, EN PARTICULIER D'EAU. DANS DES
CIRCUITS SOUS PRESSION.
La présente invention est relative à un appareil dans lequel est obtenu le chauffage d'un liquide circulant, sous pression dans -un circuit et elle a traita en particulier, à un appareil pour le chauffage de 1-'eau fournie sous pression par les réseaux de ville normaux de distribution.
L'appareil suivant l'invention peut tre utilisée soit dans le domaine domestique, pour le chauffage de l'eau dans des services indépendants ou centralisés de distribution d'eau chaude,, soit dans le domaine industriel en générale pour l'alimentation des installations, complexes et services en général utilisant de l'eau- chaude sous pression,,
Le but principal de la présente invention est de réaliser un appa reil qui ne présente pas les inconvénients et les dangers des appareillages actuels prévus pour des utilisations semblables à celle susindiquées;
ces appa- reillages sont constitués de chaudières ou de circuits dans lesquels circule l'eau à chauffer et sont directement soumis à Inaction thermique de résistan- ces électriques ou, d'une façon générales d'éléments ou complexes thermo-in- radiants.
Les appareils réalisés suivant les systèmes connus présentent prin- cipalement l'inconvénient fonctionnel dû au fait que, lorsqu'il y a un excès de chaleur par rapport au débit du liquide en circulation il se produit une surélévation de la température du liquiide, qui, ce dernier entrant en ébulli- tion, engendrera une augmentation de pression pouvant atteindre en peu de temps des limites dangereuses peur la résistance mécanique des parois de la chaudière ou du. circuit soumis à Inaction thermique;,, avec les dangers en dé= coulant d'explosions ou d'autres graves ennuis.
Afin d'éviter de tels inconvénients, les appareils réalisés sui- vant les systèmes connus doivent comporter une grande série de dispositifs de
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sécurité et doivent être réalisés suivant des prévisions techniques parti- culières et présenter des caractéristiques d.e résistance de loin supérieures à celles qui sont nécessaires peur les régimes normaux de fonctionnement.
De telles exigences supposent une augmentation du coût de construction et n' of- frent d'ailleurs pas une garantie absolue contre le péril d'explosion puis- qu'on ne peut exclure la possibilité d'une absence ou d'une défectuosité de fonctionnement des dispositifs de sécurité,
Le but principal précité de la présente invention est obtenu du fait que 1?appareil est substantiellement caractérisé-en ce qu'il comprend au moins deux milieux distincts séparés hydrauliquement, dans 1.e régime normal de fonctionnement, et réunis thermiquemetn;
dans un des milieux circule le liquide sous pression à chauffer tandis que le second milieu est en communi- cation constante avec l'atmosphère et contient, à niveau libre, à son tour, un liquide qui est le seul à être soumis directement à l'action thermique de la source ou des sources de chaleur, le tout de manière à obtenir que le chauffage du liquide sous pression se fasse uniquement par conduction à tra- vers un liquide dont la pression ne peut pas être supérieure à celle de l'at- mosphère.
Suivant l'invention, le milieu comprenant le liquide directement soumis à Inaction de la ou des sources de chaleur peut être alimenté et réap- provisionnépar un circuit indépendante ce qui peut être utile dans le cas, par exemple, ou ledit liquide doit présenter des caractéristiques particu- lières, ou bien ledit milieu peut être approvisionné, par des conduits et systèmes de soupapes opportuns, par le liquide se trouvant dans le milieu de chauffage indirect et circulant, dans ce dernier, sous pression ; cedernier cas est prévu et préféré pour Inapplication de l'appareil suivant l'invention, dans le domaine normal de chauffage de 2.-eau.
Un autre but de la présente invention est l'obtention de caracté- ristiques particulières avantageuses de construction et de montage, qui amè- nent pour 1-'appareil une économie de production et une simplicité de contrôle, de manutention et de réparation de ses divers organes de f onctionnemento
Ledit autre but complémentaire est atteint, d'une manière généra- le, en réalisant les deux milieux seus forme d'un complexe composé de deux réservoirs, ou chambres, l'un extérieur à l'autre, et en utilisant la cham- bre formée par le réservoir intérieur comme milieu directement chauffé,
tan- dis que le liquide à réchauffer circule sous pression dans la chambre formée par l'espace vide entre les deux réservoirs. Le réservoir interne est soutenu par une plaque ou, d'une manière, quelconque±. par un élément disposé comme fer- meture d'un passage prévu dans la paroi, par exemple, à la base du réservoir externe, et les divers appareillages thermiques et, éventuellement, de sécu- rité et de contrôle sont à leur tour, disposés à l'intérieur du réservoir in- terne et sont supportés par la même plaque qui scutient ledit réservoir inter- ne,De cette manière, le dégagement de la plaque, ou de 1-'élément,
de la paroi du réservoir externe permet de rendre accessibles toutes les parties de l'ap- pareil.
Les avantages précités, et d'autres encore, des appareils réalisés suivant l'invention seront mieux ccmpris grâce à la description exemplative suivante, et avec l'aide des dessins annexes,
La figure 1 représente, en section verticale;,, un première forme de réalisation d'un appareil suivant l'invention.
La figure 2 représentes de-la même manière , une variante perfec- tionnée du même appareil, particulièrement intéressante pour le chauffage de l'eau sous pression.
Dans les figures jointes, toutes le.% particularités de construc- tion des divers éléments composant le complexe, de même que les organes ther- miques, mécaniques et hydrauliques, sont représentés d'une manière simplifiée; lesdits éléments et organes, considérés isolément, peuvent être réalisés avec intérêt d'après les connaissances techniques actuelles dans ce domaine et ne rentrent pas dans le cadre du présent breveta ce dernier étant limité à la
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combinaison desdits organes dans un appareil destiné aux emplois précités..
Le début de la présente description se réfère particulièrement à la figure la
Dans une forme particulièrement simple de réalisation de 1 in- vention, 1-'appareil comprend une chambre externe 1, dans laquelle est prévu un liquide, qui peut être de 3.' eau ou tout autre substance liquide, par exem- ple, de l'huile; dans ce liquide sont immergés un ou plusieurs dispositifs 2 engendrant de la chaleur., par exemple, une ou plusieurs résistances électri- ques convenablement protégées et isolées.
Ladite chambre 1 est maintenue en communication constante avec l'atmosphère grâce à un conduit 3 dont l'extrémi- té 4 est disposée, dans la chambre 1, à un niveau supérieur au niveau 5 pré- vu comme le plus intéressant pour le fonctionnement de l'appareil, Le liquide est introduit dans la chambre 1,et maintenu au niveau 5, grâce à un conduit qui est automatiquement fermé par une soupape 6, arrêtant 1'afflux de liqui- de par un tuyau 7, toutes les fois qu'un flotteur 8 se soulève pour attein- dre un niveau 5 grâce au liquidée Un autre dispositif quelconque pour le main- tien du niveau constant peut être utilisé.
La vidange totale de la chambre 1 peut être réalisée par un con- duit de décharge 9 muai d'une soupape adéquate le maintenant fermé; ladite soupape n'est pas représentée car, en soi, elle peut être réalisée suivant un système connu quelconque, Par ce conduit de vidange 9, peut être prélevée., dans des cas de nécessité exceptionnelle, une certaine quantité de liquide réchauffé.
L'alimentation de la chambre 1, nécessaire pour préparer l'appa- reil à être utilisé et pour compenser les éventuelles consommations de liqui- de, dues à l'ébullition ou aux fuites ou à d'autres causes, ne réclame pas de pressions notables du fait que ladite chambre est en communication constan- te avec l'atmosphère et que, de ce fait, une pression correspondant au niveau 5 de régime normal est suffisante. En pratique,, le conduit d'arrivée 7 peut être directement réuni au réseau de distribution d'eau sous pression. Dans le cas où la soupape 6 ne fonctionne pas., l'excédent de liquide se déverse à l'extérieur par le conduit 3.
Afin d'éviter d'inutiles dispersions de chaleur dans l'ambiance extérieure., la. chambre 1 est enveloppée d'une paroi thermo-isolante 10.
Le liquide contenu dans la chambre 1, du fait que ladite chambre est en communication constante avec l'atmosphère, ne peut., en aucun cas, at- teindre la température correspondant à son point d'ébulliition à la pression ambiante et il ne peut pas arriver non plus que se manifestent, dans ladite chambre 1, des pressions supérieures à celle du milieu ambiant; on exclut ain- si le péril dérivant d'une situation accidentelle de déséquilibre thermique entre la chaleur produite par les dispositifs réchauffants 2 et la chaleur absorbée par l'installattion.
Le liquide, contenu dans la chambre 1 et maintenu dans les limi- tes précitées de température et de pression constitue le véhicule de conduc- tion de la chaleur produite par les dispositifs chauffants 2 vers le liquide sous pression à réchauffer contenu et circulant dans la chambre interne Il formée par un corps creux métallique 12, à travers les parois duquel s'effec- tue 1-'échange thermiques La circulation du liquide sous pression à réchauf- fer dans la chambre 11 est réalisée grâce à un circuit dont font partie un conduit d'arrivée 13 et le conduit d'évacuation 14.
Nonobstant que dans la chambre interne 11, les pressions peuvent atteindre des valeurs importantes, suivant les nécessités d'utilisation de 1?appareil, le danger qu'une telle pression augmente au delà de sa valeur de fonctionnement, sous 1-'effet de surélévation de température, est évité de la manière la plus complète, du fait que la chaleur est transmise à la chambre 11 exclusivement par conduction à travers le liquide contenu dans la chambre- 1 soumise aux limitations précitées de température et de pression, le tout de manière que soient atteintes les conditions d'absolue sécurité fonctionnelle dont l'obtention constitue le but principal de la. présente invention.
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Dans le cas de réalisation de l'invention, prévu et préféré, pour le chauffage de l'eau circulant sous pression dans des circuits alimentés par des réseaux normaux de distribution d'eau potable, ou, d'une manière quelcon- que, par des conduits de distribution sous pression, on prévoit qu'en prati- que,, l'appareil en cause comprend la combinaison et la disposition d'éléments et d'organes constructifs et fonctionnels, comme représentés à la figure 2.
Suivant une telle seconde forme de réalisation, qui constitue un perfectionnement de la première réalisation décrite et qui présente de nota- bles avantages pratiques, l'appareil se compose d'une chambre externe 21, re- vêtue d'une paroi isolante 22, par exemple, en verre pilé; l'ouverture infé- rieure de ladite chambre est fermée par une plaque 23, appliquée à fermeture hermétique, avec interposition de garnitures 24, au bord 25 obtenu en repliant vers 1'extérieur la paroi métallique interne de ladite chambre 21.
Ladite plaque 23 présente une grande ouverture par laquelle peut être insérée une chambre interne métallique 26, à son tour portée parme pla- que 27 pouvant être fixée aux bords de ladite ouverture, avec interposition d'une garniture de fermeture 28.
L'espace interne 29, que présente la chambre 26, constitue le mi- lieu dans lequel se trouve le liquide destiné à la, conduction de la chaleur et soumis aux limitations précitées de température et de chaleur,, tandis que l'espace 30, compris entre les parois respectivement interne et externe des chambres 21 et 26, constitue le milieu dans lequel circule le liquide sous pression destiné à être réchauffé.
La circulation de ce dernier liquide qui, dans la majorité des cas d'application de l' appareil suivant l'invention, est de 1-'eau provenant de conduits de distribution normaux, est réalisée grâce à un conduit d'en trée 31 dont l'embouchure 32 est disposée à proximité du fond de l'espace 30, et grâce à un conduit de sortie 33 dont l'extrémité 34 est disposée à proxi- mité du sommet de la chambre 30.
Il alimentation du milieu interne 29, pour compenser les fuites - éventuelles ou consommations par ébullition, est obtenue grâce à un passage 35 qui met en communication le milieu externe 30 avec ledit milieu interne 29, ledit passage 35 étant disposé dans la partie supérieure des deux mi- lieux, de manière que,, dans le milieu interne 29, pénètre exclusivement l'eau qui, prélevée aux couches supérieures de la masse contenue dans le milieu externe 30, présente une température élevée et, de là, est exempte de matiè- res étrangères dissoutes et, en particulier, de chaux.
Dans les conditions de fonctionnement normal de 1-*appareil., le passage 35 est maintenu fermé par une soupape 36 actionnée par un flotteur 37 qui est soulevé par le liquide introduit dans le milieu 29, toutes les fois qu'est atteinte la hauteur de niveau libre la plus intéressante pour le fonctionnement.. La zone supérieure 38 du milieu 29 est,, en conséquence, privée de liquide et est en communication constante avec l'extérieur grâce au tube ouvert 39, dont l'extrémiité 40 est disposée à proximité du sommet de la chambre interne 26.
Pour faciliter la construction le montage et la réparation éventuelle du système à soupape précité, remplaçable par tout mécanisme équi- valent, on prévoit que le sommet de la chambre interne 26 est constitué d'une plaque amovible. A l'intérieur du milieu. 29 sont disposés des éléments thermo- irradiants constitués, de préférence, de corps creux métalliques 41 protégeant des résistances électriques 42 dont la chaleur est transmise et absorbée par l'eau contenue dans le milieu interne 29 et, de là, transmise, par conduction, à l'eau circulant dans le milieu externe 30.
L'appareil décrit ci-avant, à part le système d'alimentation du milieu interne 29 au moyen de liquide prel.evé dans lemilieu externe 30, car- re,spond, au point de vue fonctionnement à l'appareil décrit avec référence à la figure 1; en effet., on peut considérer comme correspondantes, dans les deux cas, les conditions auxquelles sont soumis le liquide sous pression à ré- chauffer et le liquide maintenu à la pression de l'ambiance extérieure et qui. constitue le moyen intermédiaire pour la transmission de la chaleur depuis la source thermique jusqu'au liquide à chauffer.
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Dans les formes de réalisation prévues, l'appareil suivant l'in- vention est complété par des dispositifs de sécurité constitués, par exemple, d'éléments fusibles 44 de conducteurs électriques, enfermés à l'intérieur de boîtiers 43 immergés dans le milieu interne 29, de manière à obtenir la suspension automatique de l'alimentation des résistances 42, dans le cas où la température dans ledit milieu 29 atteint une valeur dangereuse. De tels dispositifs de sécurité peuvent évidemment être remplacés par d'autres sys- tèmes équivalents.
L'invention prévoit en outre que l'appareil est complété par des dispositifs de réglage automatique de l'alimentation des sources de chaleur, en fonction de la température atteinte dans lesilieu intérieur 29. Par exem- ple, de tels dispositifs peuvent être constitués par des thermostats, de type connu en soi, enfermés à l'intérieur de boîtiers 45, à leur tour immergés dans le milieu interne 29 susdit.
De tels organes thermiques, de contrôle et de sécurité, agissant dans la chambre du milieu intérieur 29 et, en particulier, les éléments 47, 44 et 45, sont supportés par la plaque 27 de la chambre intérieure 26, de ma- nière à réaliser un complexe unique, facilement amovible et qui comprend tous les organes, mécanismes et dispositifs fonctionnels de 1-'appareil.
REVENDICATIONS.
1. Appareil pour le chauffage de liquides et, en particulier, d'eau, dans des circuits sous pression, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux milieux distincts séparés hydrauliquement et réunis thermiquement, dans l'un desquels circule le liquide sous pression à chauffer, tandis que le second milieu est en communication constante avec l'atmosphère et contient, à niveau libre, un liquide soumis directement à l'action thermique de la source de chaleur, de manière que le chauffage du liquide sous pression, con- tenu dans le premier milieu, s'effectue exclusivement par conduction à tra- vers un liquide dont la pression ne peut pas être supérieure à celle de l'at- mosphère.