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PERFECTIONNEMENTS AUX CHAUFFE-EAU.
La présente invention est relative à des chauffe-eau du type utilisé dans des cantines restaurants et analogues pour la fourniture périodL- que de quantités relativement petites d'eau bouillante, par exemple, pour l'infusion de thé et autres boissonso
Les chauffe-eau courants du type en question comportent un brûleur à gaz, dont les produits de combustion cèdent leur chaleur à l'eau en passant par un serpentin immergé dans 1-'eau., Le rendement thermique de ces chauffe-eau n'est pas très élevé et n'atteinte par exemple., que 40 à 50%.
Par ailleurs, si les chauffe-eau sont utilisés régulièrement, ils doivent être inspectés à des intervalles fréquents.,, dans le but d'enlever les dépôts de calcaire ou de tartre,
La présente invention a pour but d'augmenter le rendement de ces chauffe-eau et de réduire la vitesse à laquelle se fonne du calcaire ou du tartre dans ces chauffe-eauo
Le chauffe-eau suivant la présente invention comporte un réservoir à eau et des moyens pour maintenir, dans celui-ci le niveau d'eau dais des limites prédéterminées.
Dans le réservoir!) un tuyau s'étend vers le bas à partir d'une ouverture ménagée dans la partie inférieure du réservoir, puis vers le haut jusqu'à une hauteur supérieure à celle du niveau le plus élevé de l'eau et ensuite vers le bas jusqu'à un point de décharge situé dans le réservoir en-dessous du niveau le moins élevé de l'eau, tandis qu'un brûleur est disposé de manière à appliquer de la chaleur à un point du tuyau, où la chute de pression le long du tronçon s'étendant vers l'ouverture précitée ménagée dans le réservoir est sensiblement plus grande que la chute de pression le long du tronçon s'étendant dans l'autre direction en sorte que l'eau est mise en circulation vers le point de déchargée
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Dé préférence,, la partie du tuyau,
qui s'étend vers le bas à partir de l'ouverture ménagée dans la partie inférieure du réservoir vers le point d'application de chaleurest enroulée en spirale et présente une longueur sensiblement supérieure à celle de la partie s'étendant du dit point d'application au point de décharge.
On a constaté qu'un chauffe-eau présentant ces caractéristiques possède un rendement thermique supérieur à 50% et se souffre pas, dans la même mesurede l'inconvénient du dépôt de calcaire ou de tartre.
Dans la meilleure forfae d'exécution du chauffe-eau suivant l'invention, le serpentin présente un axe vertical et la chaleur est appliquée à sa spire inférieure. Les produits de combustion passent vers le haut sur les autres spires du serpentin, puis traversent une cheminée dirigée vers le haut dans le réservoiro Les produits de combustion sont ainsi à même de céder une grande partie de leur chaleur à l'eau, avant de s'échapper dans l'atmosphère,
Pour que l'invention'puis se être clairement comprise, on décrira à présent, à titre d'exemple, un chauffe-eau suivant l'invention, en se référant aux dessins ci-annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue latérale du chauffe-eau, dont certaines parties sont montrées en coupe et - les figures 2 et 3 sont des vues similaires de détails.
Le chauffe-eau comporte un réservoir à eau cylindrique 10, monté sur un certain nombre de supports verticaux 12. Un tuyau de cheminée 14 s'étend vers le haut dans le réservoir 100
Le niveau d'eau dans le réservoir est maintenu dans des limites prédéterminées; le niveau le plus élevé de l'eau est indiqué par la ligne A-A et le niveau le moins élevé de l'eau est indiqué par la ligne B-Bo L'eau est amenée au réservoir par un tuyau 16 aboutissant à une soupape 18 commandée par un robinet à bille (non représenté) qui ferme la soupape 18, lorsque le niveau de l'eau atteint la ligne A-A.
La vitesse d'alimentation de l'eau est commandée par une soupape 20 actionnée par un diaphragme monté dans le bottier 22,qui est soumis à la pression prévalant dans le réservoir par l'intermédiaire du tuyau 24. L'eau peut âtre déchargée du réservoir par le tuyau de décharge 26, dont l'extrémité inférieure détermine le niveau le moins élevé de l'eau B-B.
Un tuyau 30 enroulé en serpentin s'étend vers le bas à partir d'une ouverture 28 ménagée dans le fond du réservoiro Le tuyau 30 s'étend. ensuite vers le haut dans le réservoircomme montré en 32, jusqu'à une hauteur située au-dessus de la ligne A-A, puis vers le bas comme montré en 34, jusqu'à un point de décharge 36 prévu dans le réservoir sous la ligne B-Bo La partie 34 du tuyau est constituée par un tube, fermé à son extrémité supérieure 38, sauf qu'il y présente un petit trou 40 (voir figure 2),
et entourant concentriquement la- partie dirigée vers le haut 32 du tuyauo Le tuyau 34 est maintenu écarté de la partie 32 du tuyau grâce à une paire de buselures avec visa comme montré à la figure 20
La partie enroulée en serpentin 30 du tuyau s'étend vers le bas et présente un axe verticale Un brûleur à gaz 42 est monté en-dessous du serpentin, de manière à appliquer de la chaleur à la spire inférieure du serpentino Le brûleur à gaz 42 est commandé de la. même manière que l'alimen- .
tation en eau du réservoir 10, c'est-à-dire à l'aide d'une soupape 44 montée dans la conduite de gaz 46, qui est soumise à la pression régnant dans le réservoir, par l'intermédiaire d'un tuyau 480
L'extrémité du tuyau 30 connectée à l'ouverture 28 ménagée dans le réservoir est raccordée à un chapeau perforé 50 (voir figure 3) monté dans le réservoir. Les dimensions des perforations 52 et leur position au-
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dessus du fond du réservoir 10 sont telles que des morceaux de calcaire ou de tartre sont dans l'impossibilité de pénétrer dans le tuyau 300
Lorsque l'appareil est en service, l'eau se trouvant dans le serpentin est chauffée par le brûleur 42 et commence., dès lors,,
à circuler dans le tuyau 30 de l'ouverture 28 au point de décharge 360 Afin d'assurer la circulation de l'eau dans cette direction la chute de pression le long du tronçon de tuyau s'étendant du point d'application de la chaleur, c'est- à-dire de la spire inférieure du serpentin, vers l'ouverture 28 ménagée dans le réservoir doit être sensiblement plus grande que la chute de pres- sion le long du tronçon de tuyau s'étendant vers le point de décharge 36.
Ce résultat s'obtient en conférant à la partie du tuyau s'étendant de l'ou- verture 28 à la spire inférieure du serpentin une longueur sensiblement su- périeure à celle de la partie du tuyau s'étendant de la spire inférieure au point de décharge 360
L'eau chauffée est déchargée dans le réservoir 36, le débit dé- pendant de la quantité de chaleur fournie.
Tant qu'il n'y a pas d'évacua- tion d'eau par le tuyau de décharge 26, la température dans le réservoir augmente progressivemento Lorsque le point d'ébullition est atteint, la pression dans le réservoir augmente et lorsqu'une pression prédéterminée est atteinte, soit 41 livres anglaises par pouce carré, la soupape . gaz 44 est actionnée et l'amenée de gaz au brûleur 42 est automatiquement réduite et la circulation de l'eau dans le tuyau 30 est ralentie.
Si de l'eau est à présent déchargée par le tuyau 26, le niveau de l'eau dans le réservoir commence à diminuer et la soupape 18 est actionnée, de manière à permettre à de l'eau d'appoint d'entrer dans le réservoir.
La pression dans le réservoir tombe également et ceci amène la soupape 44 à fonctionner, de façon à accroître la fourniture de gaz au brûleur 42. La circulation d'eau dans le serpentin est, en conséquence, accélérée une fois encore,
Le trou 40 ménagé dans la partie supérieure du tube 34 sert à laisser s'échapper de la vapeur non condensée, qui pourrait causer une turbulence indésirable.
Après chauffage du serpentin, les produits de combustion passent par le tube de cheminée 14 et cèdent de la chaleur à l'eau dans le cylindreo Une chicane 54 est prévue à l'extrémité inférieure du tube 14, de manière à empêcher les produits de combustion de s'échapper trop rapidement à l'atmosphèreo
On verra.
dès lors.,, que l'échange de chaleur entre les produits de combustion et l'eau se trouvant dans le serpentin et dans le réservoir est plus efficace que dans le type courant de chauffe-eau en usage général aujourd'huio On a constatés en pratique,.\) que le rendement thermique d'un chauffe-eau suivant l'invention est généralement compris entre 34 et 60%, selon les dimensions du chauffe-eauo
Au surplus, la circulation de l'eau dans le serpentin maintient l'eau en mouvement et on a constaté en conséquence., que la quantité de calcaire ou de tartre déposé dans le chauffe-eau.,, au cours d'une période donnée, est considérablement réduiteo Par ailleurs, une proportion élevée du calcaire ou du tartre produit est déposée sous forme de minces écailles.
qui n'adhèrent pas aux surfaces du chauffe-eauo Ceci permet un nettoyage plus aisé du chauffe-eau.
Une certaine quantité de calcaire ou de tartre tend cependant à se former sur la partie du tuyau 32 se trouvant au-dessus de la ligne A-A.
Pour cette raison, il est souhaitable d'écarter l'extrémité supérieure du tuyau 32 de l'extrémité 38 du tube 34, d'une distance correspondant au moins à deux fois le diamètre (ou mesure équivalente de la section) du tuyau 32. On a également constaté que des conditions d'écoulement plus uniformes
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sont obtenues si la section minimum efficace du tube 34 (c'est-à-dire sa section diminuée de celle du tuyau 32) est supérieure à la section minimum du tuyau 32. Le rapport entre les deux sections est, de préférence, au moins de 2:1.
La partie enroulée en spirale du tuyau 30 est, de préférence, agencée de manière à être détachable du réservoiro Ceci facilite le nettoyage ou le remplacement du serpentin.
De très bons résultats ont été obtenus avec un chauffe-eau présentant les caractéristiques suivantes :
Le réservoir à eau avait une capacité d'environ 5 galons et avait une hauteur d'environ 16 pouces. Les niveaux maximum et minimum de l'eau dans le réservoir étaient d'environ 12 pouces et 4 pouces à partir de la base du réservoir.
Le tuyau 30,32 était un tuyau en cuivre de 5/8e de pouce 16 S.W.G. et le serpentin comportait 5 1/2 spireso L'extrémité supérieure du tuyau 32 s'étendait sur 1 1/4 pouces à partir de l'extrémité 38 du tube 34, dont le diamètre intérieur était de 1 1/2 pouces.
Ces dimensions ne sont évidemment données qu'à titre d'illustra- tiono
Dans ce chauffe-eau particulier, il s'est avéré possible d'obtenir de l'eau bouillante de façon continue à un débit d'environ 2 pintes par minute, ce qui constitue un débit amplement,.suffisant pour les cauf- fe-eau normaux utilisés dans les restaurants et analogues. Le chauffe-eau peut évidemment être agencé, de manière à présenter une capacité plus élevée.
L'invention n'est pas limitée à l'emploi d'un seul serpentin 30. Si on le désire deux ou plus de deux tuyaux 30,32 peuvent être employés, les serpentins étant de préférence.,, disposés concentriquement l'un par rapport à l'autre.