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PERFECTIONNEMENTS RELATIFS AUX INSTALLATIONS DE CHAUFFAGE.
La présente invention se rapporte à des perfectionnements apportés aux installations de chauffage et, en particulier, à un dispositif perfectionné d'alimentation en gaz destiné à une installation de chauffage fonctionnant au gaz,
Dans la demande de brevet belge déposée par la demanderesse le 24 décembre 1951 sous le n 396.884, on a décrit une installation de chauffage utilisant un gaz combustible comme combustible. Bien que ne se limitant pas à une telle installation, la présente invention trouve une utilisation parti- culière dans une installation de chauffage du type décrit dans la demande pré- citée et on la décrira en se référant spécialement à cette installation de chauffage.
Pratiquement, dans toutes les installations de chauffage fonction- nant au gaz? la canalisation d'amenée de combustible aboutissant au brûleur comprend une soupape principale qui est habituellement contrôlée par un thermo- stat ou un dispositif analogue. Bien entendu,d'ordinaire, une fois que la sou- pape est fermée, on s'attend à ce qu'elle fonctionne convenablement pour fermer l'arrivée du gaz. Toutefois, il est toujours possible que cette soupape ne se ferme pas convenablement ou bien qu'elle s'ouvre lorsque les pièces coopérantes de l'installation deviennent inopérantes, d'où il s'ensuit qu'une certaine quantité de gaz peut encore parvenir au brûleur lorsque l'installation est cen- sée être mise hors d'action, avec les risques possibles qui en découlent.
Dans les installations du type décrit dans la demande mentionnée ci-dessus par exemple,le gaz provenant du brûleur principal est normalement enflammé par un dispositif d'allumage électrique ou par une bougie d'allumage.
Bien entendu, lorsque l'installation est mise hors d'action, le dispositifd' allumage n'est pas excité. Dans ces conditions, la fuite du gaz peut provoquer l'accumulation, dans l'installation, d'une concentration explosive de gaz qui
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pourrait accidentellement s'enflammer, en entraînant des résultats indésirables, Dans les installations dans lesquelles l'allumage du gaz se fait au moyen"d'une veilleuse allumée d'une manière continue, une situation semblable peut être en- gendrée si la flamme de la veilleuse s'éteint et si la soupape du brûleur prin- cipal ne se ferme pas étroitemento
En plus du danger d'explosion,
une soupape de commande pri@cipale qui fuit peut également entraîner la déperdition de gaz non brûlé dans les piè- ces de la maison ou autre enceinte à chauffer par l'installation. Ceci est sur- tout vrai dans les installations à tirage forcé et, en particulier*; dans le cas où à la fois l'air de combustion et l'air de ventilation sont fournis par un ventilateur commun, comme dans le système décrit dans la demande susmentionnée. ' Dans de telles installations,lorsque le ventilateur est arrêté., il se produit une circulation plus ou moins directe entre le brûleur et, par l'intermédiaire du conduit d'entrée d'air, les conduits d'air de ventilation.
Bien entendu, il est superflu d'expliquer les caracteristiques indésirables que présente une fuite de gaz non brûlé dans les pièces que l'on se propose de chauffer.
En conséquence, d'une manière générale, la présente invention a pour objet un dispositif d'alimentation en gaz'perfectionné et d'un fonctionne- ment sur destiné à une installation de chauffage fonctionnant au gaz. L'inven- tion a pour objet plus particulier une organisation perfectionnée pour élimi- ner, d'une installation de chauffage fonctionnant au gaz, tout gaz qui peut fuir au delà de la soupape de commande principale lorsque cette dernière est censée être fermée. L'invention a encore pour objet une organisation simple et automatique de soupape d'évacuation destinée à une installation chauffée au gaz.
Conformément à l'invention, on obtient les objets qui précèdent ainsi que d'autres qui s'y rattachent en prévoyant un dispositif de commande d'alimentation en gaz obturé automatiquement, en aval de la soupape de commande ' principale, qui dirige sélectivement le gaz soit au brûleur, soit à un conduit de sortie de dérivation aboutissant à une cheminée de four, Conformément à un mode de réalisation préféré de l'invention, l'organisation du dispositif de commande comprend un venturi qui dirige le courant de gaz suivant la position d'une soupape actionnée par pression dans une canalisation de dérivation d'é- vacuation.
On comprendra plus parfaitement l'invention ainsi que d'autres ob- jets et avantages de celle-ci en se référant à la description qui va suivre de modes de réalisation donnés à titre indicatif, description qui est faite en se reportant au dessin annexé, sur lequel :
La figure 1 est un diagramme schématique d'une installation de chauffage fonctionnant au gaz conformément à l'invention;
Les figures 2 et 3 sont des diagrammes partiellement schématiques et partiellement en coupe transversale représentant un dispositif particulier de contrôle du débit, dispositif qui est destiné à être utilisé, conformément à l'invention, dans l'installation de la figure 1.
En se référant à la figure 1 du dessin, on voit qu'elle représente un four chauffé au gaz sensiblement similaire à celui représenté et décrit dans la demande susmentionnée.Le four de la figure 1 comprend un brûleur 10 comportant un carter cylindrique perforé 12 délimitant une chambre de combus- tion 14. Un ajutage 22, à l'extrémité d'un conduit 23 d'amenée de gaz s'étend dans un tube de mélange 24.
Le tube de mélange 24 aboutit à des orifices 26-du brûleur prévus dans l'extrémité d'admission du carter 12. On peut prévoir des orifices d'air réglables 28, à l'extrémité d'admission du tube de,mélange 24, pour admettre l'air primaire de combustion au tube de mélange dans lequel l'air primaire de combustion et le combustible gazeux peuvent être intimement mélan- gés avant de passer à travers les orifices 26 du brûleur. Une bougie d'alluma- ge 30,. prévue dans l'une des parois du carter 12, allume le mélange combusti- ble gazeux.
Un ventilateur 18 est monté dans un conduit 19 à air aboutissant au brûleur, à la fois pour envoyer de l'air sous pression au brûleur 10 et pour des buts de ventilation, ainsi qu'on va l'expliquer plus loin.
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Un manchon cylindrique 21 entourant le carter 12 à une certaine distance délimite un conduit d'admission uniforme pour permettre à l'air secondaire de combustion de s'écouler dans la chambre de combustion 14 en passant à travers les trous 20 pratiqués dans le carter 12. Si on le désire, on peut supprimer le tube de mélange 24 et:, dans ce cas, la totalité de l'air de combustion pénétrera par les trous 20.
A l'extrémité de sortie de la chambre de combustion 14, les sur- faces 33 échangeuses de chaleur d'un échangeur de chaleur 34 délimitent un passage 32 pour les gaz de combustion, ce passage aboutissant à une cheminée
36.
Une partie de le-air sous pression débité par le ventilateur 18 s'écoulera par un conduit 38 pour passer de manière à permettre un échange de chaleur,sur les surfaces 33 de l'échangeur de chaleur d'où il sortira pour se disperser dans le local à chauffer de la manière habituelle.
Telle quon l'a décrite, l'installation de chauffage représentée sur la figure 1 est plus ou moins classique. Toutefois, il y a lieu de noter certaines caractéristiques de l'installation;, en raison de leur rapport avec la présente invention.
11 n'existe normalement qu'un très léger tirage dans la cheminée
36 lorsque le ventilateur 18 ne fonctionne pas. Un tirage tel que celui qui peut se produire dans la cheminée sera pratiquement négligeable dans la cham- bre de combustion 14. De plus, lorsque le ventilateur ne fonctionne pas, la circulation est relativement directe entre la chambre de combustion 14, par l'intermédiaire des trous 20, et le conduit 19 et delà, par l'intermédiaire dm conduit 38 et de l'échangeur de chaleur 34, Jusqu'au local à chauffer.
En conséquence,on peut constater que si du gaz s'écoulait dans le brûleur 10 lorsque le ventilateur 18 ne fonctionne pas, on ne pourrait pas être assuré qu'un tel gaz sortirait sans risque de la cheminée 36. En fait, il est tout à fait vraisemblable que le gaz s'écoulerait par le conduit 38 et l'échangeur de chaleur 34 et pénétrerait dans le local à chauffer. Si une fuite de gaz ne se produit pas au brûleur, il pourrait se faire qu9une concentration de gaz non brûlé qui deviendrait explosive s'accumule dans la chambre de combustion 14.
Conformément à la présente inventiona on prévoit dans l'installa- tion d'amenée de gaz du four des dispositifs permettant d'éviter les inconvé- nients éventuels qui précèdent. De la manière habituelle, l'installation d' alimentation comprend une canalisation 40 d'amenée du gaz comportant une sou- pape de commande principale 42. La soupape de commande 42 peut être choisie parmi un certain nombre de types différents de soupapes utilisées de façon courante pour permettre ou interrompre l'envoi de combustible au brûleur.
Dans le présent cas, on supposera que la soupape 42 est commandée électrique- ment, sous le contrôle d'un thermostat (non représenté) ou d'un dispositif analogue. On prévoit, du c8té aval de la soupape de commande 42, un disposi- tif 44 de contrôle du débit pour diriger le gaz soit dans la canalisation 23 aboutissant à l'ajutage 22 à gaz, soit dans une canalisation de dérivation 48 aboutissant dans la cheminée 36, suivant les conditions régnant dans le reste de l'installation.
Ainsi qu'on l'a représentée la canalisation de dérivation 48 peut être reliée avantageusement à la hotte extérieure du déflecteur de tirage classique 37. Cette organisation offre l'avantage que le condensé se formant dans la cheminée 26 par suite de rapides changements de température dans celle-ci ne pénètrera pas dans la canalisation de dérivation 48. Habituellement, le dispositif 44 de contrôle du débit comporte une organisation à soupapes afin d'empêcher le gaz de s'écouler par la canalisation de dérivation 48 lorsque la soupape de commande principale 42 est ouverte;, et d'empêcher l'écoulement du gaz dans la canalisation d'alimentation 23 lorsque la soupape de commande principale 42 est censée d'être fermée.
Toutefois, en particulier dans les ins- tallations du type représenté sur la figure 1, le rôle du dispositif à soupape 42 est plus important en liaison avec la condition du ventilateur, étant donné qu'il se produit dans la chambre de combustion 14 un manque de courant d'air
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qui serait plus sérieux s'il y avait un courant de gaz dans la chambre de combustion.
On a représenté sur la figure 2, sous forme d'une soupape 50 commandée par solénoïde, 19un des modes de réalisation particuliers du dis- positif 44 de commande du débit. Ainsi qu'on l'a représenté schématiquement, la soupape 50 peut comporter un cylindre 52 présentant un orifice d'admission 54 communiquant avec la canalisation d'alimentation 40, du c8té aval de la soupape de commande principale 42, et un premier orifice de sortie 56 communi- quant avec la canalisation de dérivation 48 aboutissant à la cheminée 36. Un second orifice de sortie 58 communique avec la canalisation d'alimentation 23 aboutissant au brûleur.
Dans le cylindre 52, un piston 60 est traversé par un premier canal de communication 62 qui relie l'orifice d'admission 54 au premier ori- fice de sortie 56 lorsque le piston 60 se trouve dans l'une de ses positions (comme représenté sur le dessin) et par un second canal de communication 64 qui relie l'orifice d'admission 54 à l'orifice de sortie 58 lorsque le piston est déplacé vers le haut dans le cylindre 520
Un bras 66 s'étend vers le haut à partir du piston 60 et constitue une armature qui peut être attirée vers le haut par le courant traversant un enroulement de commande 68. Lorsque l'enroulement 68 est désexcité, le piston 60 redescend jusqu'à la position représentée sur la figure 20
On peut utiliser divers circuits d'excitation sur l'enroulement 68.
Le circuit d'excitation particulier représenté sur la figure 2 comprend l'enroulement 68, le dispositif de commande de la soupape de commande princi- pale 42, un interrupteur 72 et la source d'énergie habituelle (non représen- tée). L'interrupteur 72 peut, par exemple, être constitué par les contacts d' un thermostat placé dans le local à chauffer par le four.
Dans la disposition représentée sur la figure 2, lorsque l'inter- rupteur 72 est ouvert., la soupape 42 est censée être fermée et le dispositif de commande de la soupape 50 sera désexcité pour relier la canalisation de com- bustible 40, par l'intermédiaire de la canalisation de dérivation 48, à la cheminée 36. Ainsi, s'il existe une fuite de .gaz quelconque au delà de la sou- pape 42, le gaz de fuite se trouvera évacué sans danger par la cheminée 36.
Lorsque l'interrupteur 72 est fermé (les soupapes 42 et 50 étant par suite ac- tionnées), la, soupape principale 42 s'ouvrira et le piston 60 de la soupape 50 se déplacera vers le haut pour relier la canalisation 40 d'admission du gaz à la canalisation d'alimentation 23, par l'intermédiaire du canal inférieur 64 ménagé dans le piston 60. Ceci,bien entendupermettra au gaz de se rendre au brûleur de la manière habituelle.
Bien que l'organisation particulière que l'on vient de décrire à propos de la figure 2 convienne dans certains cas (telle qu'une installation de chauffage à tirage naturel par exemple), une telle organisation pourrait ne pas être entièrement satisfaisante dans l'installation à tirage forcé de la figure 1, étant donné que le fonctionnement de la soupape de dérivation 50 n' est pas directement rattaché à celui du ventilateur 18. Bien entendu, normale- ment, dans une installation à tirage forcé, l'organisation devrait être telle que le moteur du ventilateur du brûleur fonctionne lorsque la soupape de com- mande principale 42 est ouverte et lorsque la soupape 50 est excitée. Toutefois, il est possible que le moteur du ventilateur du brûleur vienne à ne pas fonc- tionner lorsque la soupape de commande principale 42 est ouverte.
En conséquen-, ceune organisation plus sûre devrait comporter un circuit de commande dis- tinct pour la soupape 50 (en isolant la soupape 42 du circuit) l'interrupteur 72 étant constitué par un interrupteur actionné par la force centrifuge monté sur le moteur du ventilateur ou par un interrupteur commandé par la pression sensible à l'air sous pression, se trouvant dans le conduit à air 19.
En général, une soupape à trois voies, commandée électriquement, telle que la soupape 50 est un élément relativement coûteux. ûne organisation quelque peu plus simple et plus économique et qui présente certaines caractéris- tiques de fonctionnement avantageuses, est celle de la figure 3 qui représente
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un dispositif préféré de contrôle du débit destiné à être utilisé conformément à l'invention.
L'installation d'alimentation en gaz de la figure 3 comprend un venturi 74 relié au côté aval de la soupape de commande principale 42, à la canalisation d'alimentation 23 et à la canalisation de dérivation 48. Le venturi 74 comporte un carter présentant un orifice d'entrée 76, -un premier orifice de sortie 78 et un second orifice de sortie 80. Un ajutage conique 82, prévu à l'intérieur du carter 74, part de l'orifice d'entrée 76 pour s'étendre quelque peu au delà du second orifice de sortie 80.
Dans la canalisation de dérivation 48 est prévue une soupape com- mandée par la pression et comportant un carter creux 84 pourvu d'un diaphragme
86 divisant l'intérieur du carter 84 respectivement en une chambre supérieure
88 et une chambre inférieure 900 On prévoit un orifice d'entrée 92 et un ori- fice de sortie 94 pour la chambre supérieure 88, tandis qu'on prévoit un ori- fice d'entrée unique pour la chambre inférieure 90. Une jupe annulaire 98, à l'intérieur de la chambre supérieure 88, entoure le premier orifice d'entrée
92 et se termine au voisinage du diaphragme 86 pour délimiter un prolongement interne de l'orifice d'entrée 92 destiné à âtre fermé par le diaphragme 86.
Un conduit 100 part de l'orifice d'admission 96 de la chambre in- férieure pour aboutir au conduit à air 19. L'orifice de sortie 94 ménagé dans la chambre supérieure de la soupape communique avec la canalisation de dériva- tion 48 aboutissant à la cheminée 36.
Lors du fonctionnement de l'installation représentée sur les figu- res 1 et 3, le ventilateur 18 et la soupape de commande principale 42 sont normalement rendus coopérants au cours de leur fonctionnement de manière qu' il règne une quantité appréciable de pression dans le conduit 19 lorsque la soupape 42 est ouverte. L'air sous pression se trouvant dans le conduit 19 sera acheminé par la canalisation 100 à la chambre inférieure 90 de la soupape 84 actionnée par la pression. Cet air sous pression agissant contre la grande face inférieure du diaphragme 86 sera plus que suffisant pour vaincre la pression de gaz agissant contre la section centrale relativement petite du côté supé- rieur du diaphragme 86.
En conséquencele diaphragme 86 obturera la canalisa- tion aboutissant à la canalisation de dérivation 48, et le gaz provenant-de l'ajutage 82 descendra dans la canalisation d'alimentation 23. Toutefois, lors- que le ventilateur 18 ne fonctionne pas, il ne règne aucune pression dans le conduit 19 pour maintenir le diaphragme 86 contre la jupe 98. En conséquence, le diaphragme 86 se déplacera¯vers le bas et livrera passage au gaz en lui permettant de s'écouler par la canalisation de dérivation 48.
Par suite.,si la soupape de commande principale 42 vient à ne pas fonctionner convenablement lorsque l'installation est mise hors d'action ou si, pour une raison quelcon- que,il se produit un passage de gaz quelconque en l'absence de la pression d'air fournie par le ventilateur, ce gaz sortira de l'ajutage 82 dans la cana- lisation 78 et, par l'intermédiaire de la soupape 84 et de la canalisation de dérivation 48, passera dans la cheminée 36. Ce passage de gaz aura une action d'aspiration qui créera une légère succion, à l'endroit de l'orifice de sortie inférieur 80 du venturi 74.
En conséquence, il sera impossible que du gaz par- vienne au brûleur par la canalisation d'alimentation et, en fait, tout gaz se trouvant dans la canalisation 23,une fois que le ventilateur cesse de fonc- tionner, sera aspiré et sortira par la cheminée.
On peut voir d'après ce qui précède que la présente invention a pour objet une organisation très simple permettant de contrôler automatique- ment et d'une manière efficace et sûre l'envoi de gaz à une installation de chauffage fonctionnant au gaz.
REVENDICATIONS.
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