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La présente invention concerne un équipement de chauffage et en particulier un dispositif de commande servant à régler l'arrivée de combustible aux brûleurs d'un équipement de chauffage.
La présente invention a pour buts : de procurer un appareil de chauffage à tirage forcé pourvu d'un dispositif nouveau et perfectionné servant à commander le débit du combustible et à réduire automatiquement l'arrivée de combustible jusqu'à un niveau sûr dans le cas d'une panne de l'arrivée d'air forcé; de procurer un mécanisme sensible à l'air qui ne comporte pas de diaphragmes sensibles à la pression, d'aubes, d'interrupteurs à air ou d'autres parties mobiles dans le courant d'air de l'appareil de chauffage. Dans les appa- reils de chauffage connus, ces mécanismes utilisaient habituellement des aubes sensibles à la pression et des organes analogues.
Par suite de pressions très faibles utilisées pour fournir le tirage à un brûleur, il faut que les commandes sensibles à la pression connues soient pourvues d'aubes ou de diaphragmes rela- tivement grands placés dans le courant d'air pour augmenter la force disponible pour actionner la commande. Cependant, leurs dimensions ennuyeuses, ces aubes ou diaphragmes prennent trop de place. Par suite des efforts visant à réduire les dimensions des aubes ou diaphragmesle fonctionnement de ces commandes connues s'est révélé peu sûr et erratique et elles ne donnent généralement pas satisfac- tion à l'emploi.
La présente invention prévoit un mécanisme de commande qui fonctionne de façon plus positive et plus sûre que les types imaginés jusqu'à présent, comporte un minimum de tringleries et de pièces mobiles, et n'est pas exposé à un blocage par une accumulation de corps étrangers dans les conduits d'air ;
de procurer un appareil de chauffage comportant le dispositif de commande indiqué plus haut qui fonctionne entièrement indépendamment de tous les autres éléments de commande de l'appareil de chauffage, de sorte que la remise en marche de l'installation d'air forcé rende automatiquement l'appareil de chauf- fage sensible à l'influence de ses dispositifs de commande normaux sans nécessiter un nouveau réglage par l'opérateur. de fournir automatiquement la quantité correcte de combustible et d'air à un brûleur froid lors du démarrage initial de l'appareil de chauffage.
L'opérateur ne doit pas effectuer un réglage de démarrage du combustible et attendre ensuite jusqu'à ce que le brûleur s'échauffe avant d'effectuer le ré- glage de marche désiré. Si on n'observait pas cette période d'attente avant que de grandes quantités de combustibles soient fournies à un brûleur froid, on pourrait obtenir un mélange explosif par suite de la corruption de l'huile ou d'une combustion incomplète du combustible; de procurer un dispositif réalisant ces buts, qui soit de construction simple et robuste, et de fonctionnement sûr et efficace.
Les principes de la présente invention sont particulièrement avanta- geux dans des appareils de chauffage d'ambiance à air chaud du type comportant de l'air forcé amené au brûleur pour procurer suffisamment d'oxygène pour assurer une combustion complète, ainsi qu'une circulation forcée d'air chauffé dans la zone de séjour. La présente invention assure la commande de l'arrivée du combus- tible au brûleur à l'aide d'un élément sensible au déplacement de l'air chaud dans le passage de sortie de l'appareil de chauffage.
Les résultats inhabituels obtenus à l'aide de ce montage spécial seront mieux mis en évidence dans la description suivante de la forme d'exécution préférée de la présente invention, donnée à titre d'exemple, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels : la Figure 1 est une coupe d'un appareil de chauffage d'ambiance à air forcé construit pour brûleur de l'huile et utilisant le dispositif sensible
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à l'absence de l'air de la présente invention; la Figure 2 est une coupe détaillée du conduit d'air chaud horizontal de l'appareil de chauffage, par lequel de l'air chauffé peut être projeté dans un courant horizontal sur la surface du plancher sur lequel l'appareil de chauffa- ge est supporté; la Figure 3 est une vue explosée des différentes parties du mécanisme du thermostat utilisé avec le dispositif;
la Figure 4 est une vue en plan de la tête de commande du thermostat; la Figure 5 est une vue en élévation de côté de la Figure 4 montrant la tête de commande du thermostat fixée à la soupape à huile de l'appareil de chauffage; la Figure 6 est une coupe détaillée en substance suivant le plan de la ligne 6-6 de la Figure 4; la Figure 7 est une coupe détaillée en substance suivant le plan de la ligne 7-7 de'la Figure 4; la Figure 8 est une coupe d'un détail en substance suivant le plan de la ligne 8-8 de la Figure 4.
L'appareil de chauffage à tirage forcé représenté sur la Figure 1 des dessins est un appareil domestique du type chauffé à l'huile, comportant une soufflerie pour fournir le tirage forcé au brûleur ainsi que pour faire circuler l'air chauffé, quoique les principes de la présente invention soient évidemment applicables aussi aux appareils de chauffage destinés à d'autres usages ou utili- sant d'autres combustibleso Comme le montrent les dessins, l'appareil de chauffa- ge consiste en un carter extérieur ou enveloppe comportant une paroi avant 10, une paroi arrière 11 et des parois latérales en tôle qui peuvent être d'une con- struction "enveloppante",
les bords inférieurs des parois étant bridés en 12 et 13 pour reposer sur la surface d'un plancher 14. L'appareil de chauffage est de préférence pourvu d'une grille à air supérieure 15 à sa partie supérieure et d'une grille à air inférieure 16 dans la paroi avant près du fond de l'appareil.
Pendant un fonctionnement normal, l'air est aspiré à l'intérieur à travers la grille supérieure, est chauffé dans les tubes échangeurs de chaleur, est passé à travers le carter de la soufflerie vers le conduit d'air inférieur, et est dirigé vers l'extérieur à travers la grille inférieure.
La construction intérieure comprend un élément de chauffage monté dans l'enveloppe 10 et espacé de ses parois par des espaces d'air et une isola- tion appropriée, non représentéeo L'élément de chauffage comprend un pot à feu cylindrique 17 qui, comme le montrent les dessins, peut être pourvu de chicanes en forme de disques 18 et 19 disposées au-dessus d'une plaque de fond 21 qui comporte une bride périphérique d'une pièce 22 sertie sur la partie inférieure des parois cylindriques du pot à feu et formant ainsi un réceptable à huile non perforé. Le pot à feu est entouré par une chemise à air 23 et un certain nombre de petites lumières d'entrée d'air 24 sont prévues dans les parois sphériques 17 du pot pour permettre un écoulement vers l'intérieur de l'air allant de la chemise 23 au feu.
La plaque supérieure 25 du pot à feu 17 est placée directement en dessous d'une chambre de combustion comportant un fond 26, un couvercle 27 et des parois verticales 28. Un raccord d'échappement approprié 29 est prévu à la partie supérieure de la paroi arrière pour être raccordé à une cheminée appro- priée.
Un échangeur de chaleur est prévu dans la chambre de combustion. L' échangeur de chaleur comprend plusieurs tubes à air verticaux 31 disposés côte à côte et s'étendant entre la paroi supérieure 27 et la paroi inférieure 26 de la chambre de combustion. Les extrémités supérieures de chaque tube s'ouvrent sur l'espace d'air 32 immédiatement en dessous de la grille à air supérieure 15,
et
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les extrémités inférieures des tubes s'ouvrent dans une boîte à air rectangulaire 33 qui est à son tour raccordée à l'admission 34 d'un ventilateur centrifuge monté dans un carter de soufflerie 35 Le ventilateur est entraîné par le moteur 36 et le carter de soufflerie comporte un passage de sortie 37 relié à l'extré- mité élargie 44 d'un conduit de décharge d'air 38 qui s'étend horizontalement en travers de l'appareil de chauffage en dessous du pot à feu 17 et légèrement au- dessus de la surface 11 du plancher pour envoyer de l'air chauffé vers la grille inférieure 16 dans la paroi avant 10. Le conduit de décharge d'air 38 est pourvu d'une conduite de branchement 39 aboutissant à la chemise à air 33 autour du pot à feu.
Dans la pratique préférée de l'invention, une chicane partielle 41 est prévue dans le conduit 38 pour diriger une partie de l'air provenant de la souffle- rie dans la chemise du pot à feu.
Le pot à feu est alimenté en combustible par l'intermédiaire d'un car- ter de soupape de commande à huile 42 raccordé au réceptable d'huile 21 du pot à feu par un tuyau d'alimentation 43La soupape à huile peut être de n'importe quel type approprié, et comporte habituellement une chambre de flotteur alimentée par une source d'huile appropriée, et un bouton réglable à la main pour maintenir un niveau d'huile en substance constant dans le brûleur.
L'huile combustible fournie au brûleur s'écoule ainsi à travers le tuyau d'alimentation 43 dans le pot à feu, le débit du combustible étant commandé ou réglé à l'aide du bouton de soupape à main 45 Le fonctionnement de la soupape de réglage est cependant soumis à une commande de sécurité par le dispositif décrit, agencé de façon à prendre appui sur un ergot de commande auxiliaire quel- conque 46 prévu sur le carter de soupape 42 (figures 5 et 7) afin de fermer la soupape à son débit de combustible minimum dans le cas d'une panne quelconque de l'arrivée d'air forcé, causée par une panne d'énergie, un grillage du moteur ou une autre cause quelconque.
La présente invention consiste en un dispositif sensible à l'écoule- ment de l'air chauffé pour commander le débit de l'huile, comportant une ampoule thermosensible 47 montée dans le conduit 38 entre la conduite de branchement 39 et la grille inférieure 16 L'ampoule est de préférence montée obliquement, et son tube capillaire 48 s'étend à partir de son extrémité inférieure vers une tête comprenant une plaque de montage 49 à laquelle est rivé un élément sensible à la pression 52. La plaque de montage 49 est fixée au carter de soupape 42 par des vis appropriées 51 La chambre de l'élément de pression 52 est remplie d'un fluide thermostatique entourant un soufflet intérieur 53, supporté par une vis de support 54 portée sur une plaque d'actionnement de la soupape 55 qui est arti- culée sur la plaque 49 par une tige 56.
L'élément sensible à la pression est agen- cé de façon à soulever l'extrémité extérieure de la plaque oscillante 55 contre la force de la lame de ressort 57 lorsque l'ampoule thermosensible 47 est à sa température de travail normale de l'élément, mais à permettre à la lame de ressort 57 de faire osciller la plaque 55 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre autour du pivot 56 et de pousser la tige de commande 46 vers le bas chaque fois que l'ampoule se refroidit en dessous d'une température minimum prédéterminée.
Au cas où l'ampoule 47, le tube capillaire 48 ou le soufflet 53 seraient dété- riorés, le ressort 57 ferait descendre la plaque 55 et diminuerait le débit de l'huile.
La soufflerie et la soupape de distribution du combustible peuvent être reliées entre elles d'une façon bien connue, de manière que le débit de l'air soit proportionné par le débit du combustibleo La commande est telle que lorsque la soupape de réglage ou de distribution du combustible se déplace d'une position de chauffage lent vers une position de chauffage rapide, la vitesse du moteur relié à la soufflerie augmente de façon correspondante, provoquant égale- ment une augmentation du débit de l'air.
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La circulation forcée de l'air à travers l'échangeur de chaleur sous l'action de la soufflerie est accompagnée par une augmentation du débit qui s'é- coule dans la boîte à feu et dans la chambre de combustion, et pendant un fonc- tionnement normal, la quantité d'air passant à travers la conduite 39 par suite de l'action de la soufflerie qui chasse l'air à travers le conduit de sortie, est suffisante pour se combiner avec le maximum de combustible introduit dans la chambre de combustion pour assurer une combustion complète de ce combustible.
Si, pour une raison quelconque, par exemple une panne du moteur de la soufflerie, une panne d'énergie ou le grillage d'un fusible, la soufflerie cesse de fonctionner, le débit de l'air forcé fourni à la chambre de combustion s'arrête également. S on ne prévoit aucune commande de surchauffe de l'arrivée du combus- tible, l'arrivée du combustible dans la chambre de combustion ne diminue pas et la combustion incomplète provenant de l'excès de combustible par rapport à 1' oxygène permet la formation de suie et éventuellement la sortie de fumées de combustible non brûlé de la chambre de combustion ainsi que la possibilité de formation d'un mélange explosif dans la chambre de combustion lorsque la souffle- rie démarre à nouveau.
La présente invention prévoit cette commande de surchauffe qui réduit le débit du combustible introduit dans la chambre de combustion lorsque la soufflerie cesse de fonctionner. Dans ce cas, le manque d'air chauffé passant sur l'élément 47 dans la sortie, a pour effet de faire tomber rapidement l'ampoule en dessous de la limite de fonctionnement inférieure du dispositif de commande, qui peut être d'environ 110 F (43,33 C). Comme l'ampoule se refroidit rapidement, elle amène le fluide qu'elle contient à se contracter, réduisant la pression qui règne dans l'élément sensible à la pression 52 et permettant au soufflet 53 de se dilater, ce qui amène la plaque 55 sous la pression du ressort 57 à presser la tige 46 de la soupape vers le bas vers la position de chauffage lent.
L'oxygène disponible est suffisant pour une combustion complète du combustible introduit dans la chambre de combustion lorsque la soupape distributrice est dans sa posi- tion de chauffage lent.
L'appareil de chauffage fonctionne dans cette position de chauffage lent jusqu'à ce qu'on ait remédié à la cause de l'arrêt de la soufflerie, indé- pendamment du réglage du bouton à main 45. Lorsque la soufflerie se remet en marche, l'air chaud est à nouveau chassé sur l'élément 47, dilatent le fluide y contenu pour soulever la plaque 55 de la tige de commande 46. Cela sépare la commande de surchauffe de la commande de sécurité et permet à l'appareil de chauffage de fonctionner à nouveau régulièrement, de la soupape distributrice étant commandée normalement par le bouton de réglage à main 45.
Il apparaîtra aux spécialistes en ces matières que quoiqu'on ait décrit une forme d'exécution de l'invention appliquée à la soupape à niveau constant bien connue, l'invention peut être réalisée en utilisant une soupape sensible à l'air chaud, séparée, placée à n'importe quel point approprié dans la conduite d'amenée du combustible.
Il est également évident que l'on peut utiliser un simple dispositif d'actionnement hydraulique de la soupape pour actionner un interrupteur électri- que qui à son tour peut commander un circuit électrique relié à une soupape à solénoide, sans sortir du cadre de la présente invention.
On voit que l'invention permet de réduire automatiquement la quantité fournie au brûleur lors de n'importe quelle cause de panne de la soufflerie, en détectant l'arrêt de l'écoulement de l'air chauffé, et fonctionne également afin de remettre l'appareil de chauffage en marche normale lorsque la soufflerie se remet en marche.
On obtient ainsi de nouveaux résultats importants dans plusieurs domaines. Par exemple, l'élément sensible à l'air chaud rend l'appareil de comman- de du combustible sensible à l'écoulement de l'air à travers l'installation de mise en circulation de l'appareil de chauffage sans nécessiter des diaphragmes
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sensibles à la pression, des interrupteurs à pression ou d'autres dispositifs sensibles à l'air connus. Il s'ensuit que l'appareil de la présente invention est beaucoup moins exposé à un mauvais fonctionnement ou à une panne que les appareils utilisant des parties mobiles dans le courant d'air, où leur déplacement peut être gêné par une accumulation de poussière ou de charpie. Les dispositifs sen- sibles à l'air connus sont erratiques et peu sûrs par suite de leurs dimensions inhérentes et de leur manque de sensibilité.
Avec la présente invention, on peut obtenir une grande sûreté de marche et de commande.
REVENDICATIONS.
1. En combinaison, un brûleur, un dispositif pour alimenter le brûleur de combustible, un dispositif régulateur de débit servant à commander l'arrivée de combustible, un échangeur de chaleur, une installation de mise en circulation servant à amener de l'air en contact avec l'échangeur de chaleur, et un dispositif de commande sensible à l'écoulement de l'air pour le dispositif régulateur de débit comprenant un élément thermosensible placé dans le côté sortie de l'installation de mise en circulation.
2. En combinaison, un brûleur, un dispositif pour alimenter le brû- leur de combustible, un dispositif régulateur de débit servant à commander 1' arrivée de combustible, un échangeur de chaleur, un passage d'air aboutissant à cet échangeur de chaleur, et un dispositif de commande sensible à l'écoulement de l'air pour le dispositif régulateur de débit, comprenant un élément thermo- sensible disposé dans le passage d'air partant de l'échangeur de chaleur.
3. En combinaison, un brûleur, un dispositif pour alimenter le brû- leur de combustible, un dispositif régulateur de débit servant à commander 1' arrivée de combustible, un échangeur de chaleur, un dispositif pour chasser l'air vers le brûleur, un passage d'air aboutissant à 1 échangeur de chaleur, un passage d'air partant de cet échangeur de chaleur, et un dispositif de commande sensible à l'écoulement de l'air pour le dispositif régulateur de débit, comprenant un élément thermosensible'disposé dans le passage d'air partant de l'échangeur de chaleur.
4. En combinaison, un brûleur, un dispositif pour alimenter le brû- leur de combustible, un dispositif régulateur de débit servant à commander 1' arrivée de combustible, un échangeur de chaleur, un dispositif pour fournir de l'air de combustion sous pression au brûleur, un passage d'air comportant une partie d'entrée, une partie adjacente à l'échangeur de chaleur, et une partie de décharge, et un dispositif de oommande sensible au déplaoement de l'air pour le dispositif régulateur de débit, comprenant un élément sensible à la chaleur disposé dans la partie de décharge du passage d'air et capable de détecter des changements de température de l'air dans le passage et ainsi un changement du déplacement de l'air dans ce même passage.
5. En combinaison, un brûleur, un dispositif pour alimenter ce brûleur de combustible, un dispositif régulateur de débit servant à commander l'arrivée de combustible, un échangeur de chaleur, un dispositif pour chasser l'air vers le brûleur, un passage aboutissant à l'éohangeur de chaleur pour y amener l'air à chauffer, un passage partant de l'échangeur de chaleur pour conduire l'air chauffé, et une commande pour le dispositif régulateur de débit,comprenant un élément thermosensible détectant le débit de l'air chauffé placée dans le passage partant de l'éohangeur de chaleur, le débit du combustible fourni au brûleur et augmentant ainsi lors d'une augmentation du déplacement d'air dans le passage.
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