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Perfectionnements aux chauffe-eau chauffés au gaz.
La présente invention concerne des chauffe-eau chauffés au gaz et en particulier, mais pas exclusivement, des chauffe-eau chauffés au gaz destinés à être utilisés avec des installations de chauffage à eau chaude et/ou de chauffage central.
Suivant la présente invention, un chauffe-eau chauffé au gaz comprend un premier dispositif thermosensible exposé à la chaleur de l'eau à un premier point choisi dans le trajet de l'eau à travers le chauffe-eau, une première valve de commande de l'écou- lement du gaz commandant l'arrivée du gaz au brûleur du chauffe- eau et commandée par le premier dispositif thermosensible, un se- cond dispositif thermosensible exposé à la chaleur de l'eau à un second point choisi dans le trajet de l'eau à travers le chauffe-
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eau, et une seconde valve de commande de l'écoulement du gaz com- mandant l'arrivée du gaz au brûleur du chauffe-eau, en série avec la première valve et commandée par le second dispositif thermosen- sible.
Le premier dispositif thermosensible agit de façon à fermer la première valve de commande de l'écoulement du gaz quand la tem- pérature de l'eau au premier point dépasse une valeur prédéterminée tandis que le second dispositif thermosensible ferme la seconde val- ve de commande de l'écoulement du gaz quand la température de l'eau au second point dépasse une valeur prédéterminée.
Dans une forme d'exécution de l'invention, la seconde valve commandant l'écoulement du gaz constitue une sûreté de veil- leuse et peut être commandée électromagnétiquement par une force électromotrice fournie par un thermocouple dont une jonction est chauffée .par la flamme d'une veilleuse du chauffe-eau. Le second dispositif thermosensible actionne un interrupteur monté dans ce circuit de l'électro-aimant. La force électromotrice fournie par le thermocouple est suffisante pour retenir la valve à gaz dans sa position ouverte mais, lorsque celle-ci se ferme pour arrêter l'écou- lement du gaz, elle doit être rouverte à la main.
La première valve peut également être actionnée électro- magnétiquement et dans ce cas le premier dispositif thermosensible commande un interrupteur dans le circuit de 1'électro-aimant.
Si on désire utiliser une sûreté de veilleuse qui soit indépendante du second dispositif thermosensible, ce dernier dispo- sitif est alors du type ayant une température différentielle impor- tante, par exemple 35 F (19,4 C), c'est-à-dire qu'il y a une grande différence entre la température à laquelle la seconde valve comman- dant l'écoulement des gaz est fermée par le dispositif et la tempé- rature moins élevée à laquelle elle est ouverte par le dispositif, évitant ainsi un "affolement" de la valve à gaz.
Pour obtenir une réponse rapide, les dispositifs thermo- sensibles peuvent être placés dans l'échangeur de chaleur du chaufe eau chauffé au gaz. L'échangeur de chaleur se compose normalement de tubes à ailettes et chaque dispositif thermosensible peut
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être placé dans un tube différent. En variante, le premier disposi- tif thermosensible peut être exposé à la chaleur de l'eau qui pénè tre dans le chauffe-eau et le second peut être exposé à la chaleur de l'eau qui sort du chauffe-eau, ou bien le premier dispositif peut être placé dans l'échangeur de chaleur et le second peut être exposéà la chaleur de l'eau qui sort du chauffe-eau.
Les deux dispositifs thermosensibles peuvent être du type à ampoule et à soufflet, l'ampoule étant placée dans des par- ties appropriées du trajet de l'eau du chauffe-eau. Les ampoules sont de préférence de section telle que le passage de l'eau à tra- vers le chauffe-eau ne soit virtuellement pas affecté par leur pré sence.
A titre d'exemple uniquement, un chauffe-eau chauffé au gaz suivant l'invention et convenant pour une installation de chauffage central domestique et/ou de distribution d'eau chaude sera décrit di-après de façon plus détaillée, avec référence au dessin annexé, qui représente.le chauffe-eau schméatiquement
Le chauffe-eau chauffé au gaz comporte une chambre de combustion 1 surmontée d'un échangeur de chaleur 2 comprenant des tubes à ailettes chauffés par des produits de combustion d'un brû- leur à gaz 3 placé en dessous de la chambre de combustion . Les tubes à ailettes sont disposés en deux couches 4 et 5 superposées.
La couche inférieure comprend trois tubes espacés tandis que la couche supérieure comprend deux tuyaux placés chacun au-dessus des intervalles séparant les tubes de la couche inférieure. La chambre de combustion est entourée par des tuyaux 6 et 7 amenant l'eau à l'échangeur de chaleur et évacuant l'eau de cet échangeur, respec- tivement. Pendant son passage dans les tubes à ailettes, l'eau traverse d'abord les tubes inférieurs et ensuite les tubes supé rieurs.
L'eau d'alimentation qui pénètre dans le chauffe-eau pas- se à l'échangeur de chaleur dans un des tronçons de tuyaux de la couche supérieure 4 dans lequel est montée une première ampoule 8
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formant le premier dispositif thermosensible tandis qu'une seconde ampoule 10 qui constitue le second dispositif thermosensible est montée dans un logement 9 relié au tuyau 7 près du point où ce der- nier quitte la chambre de combustion.
Le gaz est amené au brûleur par une conduite d'alimenta- tion 11 contenant une valve électromagnétique 12 commandant l'écou- lement du gaz, la seconde valve de commande de l'écoulement du gaz mentionnée plus haut étant maintenue ouverte par un électro-aimant excité par une force électromotrice fournie par un thermocouple indiqué schématiquement par le bloc 13, dont une jonction est chauffée par la flamme d'une veilleuse (non représentée), ce montage formant ainsi une sûreté de veilleuse devant être rouverte à la
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main après chaque 'f()T'1(,:QTyAtpan'1: a2,-an-t eu pour effet de femer 1 valve. Dans le circuit d'excitation de l'électro-aimant est prévu un interrupteur(non représenté) qui est sous la commande d'un souf- flet (non représenté) relié par un tube capillaire 14 à la seconde ampoule 10 mentionnée plus haut.
La force électromotrice fournie par lé thermocouple est suffisante pour maintenir la valve à gaz dans sa position ouverte mais lorsque cette valve se ferme pour arrêter l'écoulement du gaz, elle doit être rouverte à la main.
Une autre valve 15 commandant l'écoulement du gaz est montée en série avec la valve de commande mentionnée plus haut et est également actionnée électromagnétiquement mais est excitée par le réseau. Un interrupteur (non représenté) est monté en série avec le réseau et l'électro-aimant de commande de la valve, et peut être actionnépar un soufflet (non représenté) relié par un tube capil- laire 16 à la première ampoule $mentionnée plus haut. Un régulateur de débit du gaz à action constante peut être branché dans la con- duite d'amenée du gaz entre les deux valves et peut être commandé de façon à retarder le débit maximum du gaz au brûleur pendant une courte période afin d'éviter un allumage explosif du gaz au brûleur.
Chaque soufflet décrit plus haut comporte un dispositif de réglage par lequel il peut être réglé de façon à fonctionner à
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une tempérautre particulière, le soufflet relié à la seconde am- poule 10 pouvant par exemple être réglé de façon à fonctionner à une température supérieure à celle du soufflet relié à la première ampoule 8, et suffisante pour permettre un chauffage adapté à la capacité thermique du chauffe-eau.
Lorsque le chauffe-eau décrit plus haut est utilisé comme chaudière de chauffage central, l'eau chauffée par le chauffe-eau est pompée dans des radiateurs ou des circuits de chauffage analo- gues. La pompe est normalement entraînée par un moteur électrique alimenté en série avec la première valve électromagnétique mention- née plus haut.
En supposant que la veilleuse soit allumée, que la secon- de valve électromagnétique doive être rouvere à la main et que pour le reste le chauffe-eau fonctionnenormalement., l'eau qui pé nètre dans le chauffe-eau par le tuyau 6 passe sur la première am- poule 8 mais le soufflet qui- y est relié n' actionne pas l'inter- rupteur approprié si la. température de l'eau entrante est inférieu- re à celle pour laquelle le soufflet est réglé. L'eau est chauffée à une température désirée et passe par le tuyau 7 et le logement 9 sur la seconde ampoule 10 avant de quitter le chauffe-eau. Si la température de l'eau sortante est inférieure à. celle pour laquelle le soufflet de la seconde ampoule 10 est réglé, l'interrupteur COIT- mandé par ce soufflet ne fonctionne pas.
Si la température de l'eau entrante fiente par exemple par suite d'une augmentation de la température ambiants juscu'à une valeur supérieure à celle pour laquelle le soufflet de la première ampoule 8 est réglé, le soufflet actionne l'interrupteur dans le circuit de la première valve de commande de l'écoulement du gaz 15 qui se ferme, coupant ainsi l'arrivée du gaz au brûleur et faisant cesser le chauffage.
Lorsque la température de l'eau en- trante est revenue à une valeur inférieure à celle à laquelle le premier soufflet fonctionne, dépendant de la température différen- tielle du soufflet, l'interrupteur est à nouveau actionné permet-
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tant ainsi d'exciter la valve de commande de l'écoulement du gaz
15 qui s'ouvre en laissant le gaz s'écouler à nouveau vers le brûleur.
Si la température de l'eau de sortie dépasse celle pour laquelle le soufflet de la seconde ampoule 10 est réglé, ce souf- flet actionne l'interrupteur monté dans le circuit de la'seconde valve 12 qui se ferme et arrête l'arrivée du gaz au brûleur. La second : valve à gaz 12 ne peut se 'rouvrir d'elle-même, même si la température de l'eau de sortie tombe jusqu'à sa valeur initiale ou jusqu'à une valeur inférieure puisque cette valve doit être rouverte à la main. La nécessité de rouvrir la seconde valve à. la main fait savoir à l'utilisateur que la température de sortie est excessive ce qui peut indiquer un défaut dans l'installation.
Au lieu d'utiliser un dispositif de sûreté à veilleuse actionné élecromagnétiuement comme décrit plus haut, on peut utiliser n'importe quelle forme connue de sûreté de veilleuse. Dans ce cas, le second dispositif thermosensible actionne une valve de commande de l'écoulement du gaz indépendante de la sûreté de veil- leuse. Dans une telle réalisation, le second dispositif tehrmosen sible doit avoir une température différentielle élevée pour éviter un "affolement" de la valve à gaz.
Au lieu d'être placé comme décrit plus haut, le second dispositif thermosensible peut être situé dans l'échangeur de chaleur, par exemple, dans l'autre tube à ailettes de la couche su- périeure. Le second dispositif thermosensible peut également être placé près de l'entrée du tuyau 6.
Il est à remarquer que le chauffe-eau décrit plus haut peut être utilisé avec une installation de distribution d'eau chaude à accumulation seulement ou avec une installation destinée à distribuer de l'eau chaude et à servir au chauffage central. Le chauffe-eau peut, par exemple, être utilisé pour fournir de l'eau chaude à un serpentin de chauffage placé dans un réservoir d'accu- mulation d'eau chaude' Lèau est pompée à travers le chauffe-eau
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et le serpentin de chauffage par une pompe entrainée électriquement dans le moteur est alimenté de la même façon que la pompe décrite plus haut.
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1.- Chauffe-eau chauffé au gaz, caractérisé en ce qu'il comprend un premier dispositif thermosensible exposé à la chaleur de l'eau à un premier point choisi dans le trajet de l'eau à tra- vers le chauffe-eau, une première valve commandant l'arrivée du gaz au brûleur du chauffe-eau et commandée par le premier disposi- tif thermoselsible, un second dispositif thermosensible exposé à la chaleur du chauffe-eau à un second point choisi dans le trajet de l'eau à travers le chauffe-eau, et une seconde valve commandant l'arrivée du gaz au brûleur du chauffe-eau en série avec la pre- mière valve et commandée par le second dispositif thermosensible.
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Improvements to gas-heated water heaters.
The present invention relates to gas-heated water heaters and in particular, but not exclusively, to gas-heated water heaters for use with hot water heating and / or central heating installations.
In accordance with the present invention, a gas heated water heater comprises a first temperature sensitive device exposed to the heat of the water at a selected first point in the path of the water through the water heater, a first control valve. the flow of gas controlling the flow of gas to the burner of the water heater and controlled by the first thermosensitive device, a second thermosensitive device exposed to the heat of the water at a second selected point in the path of water through the heater
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water, and a second gas flow control valve controlling the supply of gas to the burner of the water heater, in series with the first valve and controlled by the second heat-sensitive device.
The first temperature sensitive device acts to close the first gas flow control valve when the temperature of the water at the first point exceeds a predetermined value while the second temperature sensitive device closes the second control valve. gas flow when the water temperature at the second point exceeds a predetermined value.
In one embodiment of the invention, the second valve controlling the flow of gas constitutes a pilot safety device and can be electromagnetically controlled by an electromotive force supplied by a thermocouple, one junction of which is heated by the flame of the flame. '' a pilot light of the water heater. The second thermosensitive device actuates a switch mounted in this circuit of the electromagnet. The electromotive force supplied by the thermocouple is sufficient to hold the gas valve in its open position, but when the valve closes to stop the flow of gas, it must be reopened by hand.
The first valve can also be electromagnetically actuated and in this case the first thermosensitive device controls a switch in the circuit of the electromagnet.
If one wishes to use a pilot safety which is independent of the second thermosensitive device, the latter device is then of the type having a large differential temperature, for example 35 F (19.4 C), that is to say say that there is a great difference between the temperature at which the second valve controlling the gas flow is closed by the device and the lower temperature at which it is opened by the device, thus avoiding a " panic "of the gas valve.
To obtain a quick response, temperature sensitive devices can be placed in the heat exchanger of the gas heated water heater. The heat exchanger normally consists of finned tubes and each heat-sensitive device can
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be placed in a different tube. Alternatively, the first temperature sensitive device may be exposed to the heat of the water entering the water heater and the second may be exposed to the heat of the water exiting the water heater, or first device can be placed in the heat exchanger and the second can be exposed to the heat of the water coming out of the water heater.
Both heat-sensitive devices may be of the bulb and bellows type, with the bulb being placed in suitable parts of the water path of the water heater. The bulbs are preferably of cross section such that the passage of water through the water heater is virtually unaffected by their presence.
By way of example only, a gas-heated water heater according to the invention and suitable for an installation of domestic central heating and / or hot water distribution will be described below in more detail, with reference to the drawing. attached, which represents the water heater schematically
The gas-heated water heater comprises a combustion chamber 1 surmounted by a heat exchanger 2 comprising finned tubes heated by combustion products from a gas burner 3 placed below the combustion chamber. The finned tubes are arranged in two superimposed layers 4 and 5.
The lower layer comprises three spaced tubes while the upper layer comprises two pipes each placed above the gaps between the tubes of the lower layer. The combustion chamber is surrounded by pipes 6 and 7 bringing water to the heat exchanger and discharging water from this exchanger, respectively. During its passage through the finned tubes, the water passes first through the lower tubes and then the upper tubes.
The feed water which enters the water heater passes to the heat exchanger in one of the pipe sections of the upper layer 4 in which is mounted a first bulb 8
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forming the first heat-sensitive device while a second bulb 10 which constitutes the second heat-sensitive device is mounted in a housing 9 connected to the pipe 7 near the point where the latter leaves the combustion chamber.
The gas is supplied to the burner through a supply line 11 containing an electromagnetic valve 12 controlling the flow of gas, the second gas flow control valve mentioned above being held open by an electromagnetic valve. magnet excited by an electromotive force supplied by a thermocouple indicated schematically by block 13, one junction of which is heated by the flame of a pilot light (not shown), this assembly thus forming a pilot safety device to be reopened at the
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hand after each 'f () T'1 (,: QTyAtpan'1: a2, -an had the effect of closing 1 valve. In the excitation circuit of the electromagnet is provided a switch (not shown ) which is under the control of a bellows (not shown) connected by a capillary tube 14 to the second bulb 10 mentioned above.
The electromotive force provided by the thermocouple is sufficient to keep the gas valve in its open position, but when this valve closes to stop the flow of gas, it must be reopened by hand.
Another valve 15 controlling the gas flow is mounted in series with the aforementioned control valve and is also electromagnetically actuated but is energized by the network. A switch (not shown) is mounted in series with the network and the valve control electromagnet, and can be actuated by a bellows (not shown) connected by a capillary tube 16 to the first bulb $ mentioned more high. A constant acting gas flow regulator can be plugged into the gas supply line between the two valves and can be controlled to delay the maximum gas flow to the burner for a short time to avoid explosive ignition of gas at the burner.
Each bellows described above has an adjustment device by which it can be adjusted so as to operate at
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a particular temperature, the bellows connected to the second bulb 10 being able, for example, to be set so as to operate at a temperature higher than that of the bellows connected to the first bulb 8, and sufficient to allow heating adapted to the thermal capacity of the water heater.
When the water heater described above is used as a central heating boiler, the water heated by the water heater is pumped through radiators or similar heating circuits. The pump is normally driven by an electric motor supplied in series with the first electromagnetic valve mentioned above.
Assuming that the pilot is lit, that the second electromagnetic valve must be reopened by hand and that the rest of the water heater is functioning normally., The water entering the water heater through pipe 6 passes through the first bulb 8 but the bellows which is connected to it does not activate the appropriate switch if the. incoming water temperature is lower than that for which the bellows is set. The water is heated to a desired temperature and passes through pipe 7 and housing 9 on the second bulb 10 before leaving the water heater. If the outgoing water temperature is lower than. that for which the bellows of the second bulb 10 is adjusted, the COIT- switch requested by this bellows does not work.
If the temperature of the incoming water dips for example as a result of an increase in the ambient temperature to a value greater than that for which the bellows of the first bulb 8 is set, the bellows actuates the switch in the circuit. of the first gas flow control valve 15 which closes, thus shutting off the gas supply to the burner and ceasing the heating.
When the temperature of the incoming water has returned to a value lower than that at which the first bellows operates, depending on the differential temperature of the bellows, the switch is actuated again allowing
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both to energize the gas flow control valve
15 which opens allowing gas to flow back to the burner.
If the outlet water temperature exceeds that for which the bellows of the second bulb 10 is set, this bellows actuates the switch mounted in the circuit of the second valve 12 which closes and stops the arrival of the water. gas to the burner. The second: gas valve 12 cannot reopen by itself, even if the outlet water temperature drops to its initial value or to a lower value since this valve must be reopened at the hand. The need to reopen the second valve to. the hand informs the user that the outlet temperature is excessive, which may indicate a fault in the installation.
Instead of using an electromagnetically actuated pilot safety device as described above, any known form of pilot safety can be used. In this case, the second temperature-sensitive device actuates a gas flow control valve independent of the pilot safety device. In such an embodiment, the second thermosensible device must have a high differential temperature to avoid "panic" of the gas valve.
Instead of being placed as described above, the second thermosensitive device can be located in the heat exchanger, for example, in the other finned tube of the top layer. The second heat-sensitive device can also be placed near the inlet of pipe 6.
It should be noted that the water heater described above can be used with a storage-only hot water distribution installation or with an installation intended to distribute hot water and serve for central heating. The water heater can, for example, be used to supply hot water to a heating coil placed in a hot water storage tank. The water is pumped through the water heater.
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and the heating coil by a pump driven electrically in the motor is supplied in the same way as the pump described above.
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1.- Gas heated water heater, characterized in that it comprises a first thermosensitive device exposed to the heat of the water at a first point chosen in the path of the water through the water heater, a first valve controlling the supply of gas to the burner of the water heater and controlled by the first thermoselsible device, a second thermosensitive device exposed to the heat of the water heater at a second selected point in the path of the water to through the water heater, and a second valve controlling the supply of gas to the burner of the water heater in series with the first valve and controlled by the second temperature sensitive device.