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Procède de fonctionnement d'un brûleur à nulle et brûleur à huile pour la réalisation de ce procédé.
La Présente invention a pour objet un procédé pour le fonctionnement d'un brûleur à huile dans lequel l'huile Combustible est amen'., sous une pression produite à l'aide d'une pompe, à un diapo- aitif de pulvérisation, par exemple à une tuyère de pulvérisation@ d'où elle *et finement pulvérisée sous forme d'un jet conique 'élargissant dans le sens de
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l'écoulement, pour être amenée à une ohambre de combustion, où elle est brûlée après y avoir introduit l'air de combustion. L'invention a également pour objet un brûleur à huile servant à la réalisation du procédé ci-dessus.
La combustion de l'huile à brûler en vue de la formation de chaleur suppose toujours un traitement approprié de cette huile. Dans les brûleurs à huile connus, le traitement s'effectue en pulvérisant l'huile combustible en un fin brouillard, puis en amenant de l'air de combustion à ce brouillard d'huile Pour l'admission de l'air de combustion, on utilisa des souffleries appropriées tandis que, pour la pulvérisation de l'huile combustible, on emplois des tuyères de pulvérisation en combinaison avec des pompes à huile, produisant la pression nécessaires Toutefois, avec l'huile à brûler traitée de la sorte, la combustion n'est généralement pas économique, de sorte que le degré d'efficacité technique atteint est trop faible,
car une grande partie du combustible se perd avec les gaz résiduaires, étant donné qu'il ne peut être brûlé. Aveo les brûleurs à huiles habituels, fonctionnant suivant le principe de la pulvérisation, les chaudières servant au chauffage des locaux ne peuvent être chargées que partiellement, de sorte
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qu'elles doivent être surdimensionnées, et qui doit être attribué au fait qu'en règle générale, avec ces brûleurs connus, il se forme une flamme jaune, o.-à-d. radiante, dont les rayons thermiques ne sont pas uniformément transmis aux surfaces chauffantes, mais bien en fonction des parcours de rayonnement, o.-à-d. avec un effet thermique différent.
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Otent pourquoi, on a déjà proposé de remédier aux inconvénient. des brûleur à huile connue par des traitements supplémentaire., mais, à cet effet, il faut des procèdes très compliqués impliquant des frais énormes au point de vue appareillage et présentant l'inconvénient de provoquer beaucoup de bruit, de sorte qu'ils ne conviennent généralement pas pour le chauffage des locaux ni pour lee applications indue Iridiée. Cet brûleurs connus nécessitent des dispositifs auxiliaires coûteux comme par exemple des appareils de préchauffage, fonctionnant,par exemple, à l'énergie électrique, ou devant amener l'huile .
brûler dans un état accélérant la gazéification par rapport de chaleur supplémentaire$ O'eat pourquoi, la plupart de *on derniers brûleurs à huile ne peuvent être utilisés que la ou il y a déjà d'autres dispositifs auxiliaires prévus à d'autres fins, o.-à-d. dans les installations industrielles, les bateaux, etc.
Ces brûleurs ne peuvent entrer en considération pour le chauffage domestique ou autres chauffages d'habitations, La présente invention a pour objet d'éviter les inconvénients ci-dessus,
A cet effet, suivant la présente invention, lors du nouveau procédé, on fait passer l'huile combus- tible avant son entrée dans la chambre de combustion à travers une zone de gazéification, en l'exposant à l'influence d'une flamme d'un dispositif de gazéification, et en fournissant ainsi progressivement de l'air de traitement à l'huile combustible sur son parcours à travers la zone de gazéification, en fonction de ce parcours et en quantité réglée de telle sorte que la température de l'huile combustible passant à
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travers la zone de gazéification d'une part, ne monte pas au-dessus de la limite dite de oraquage et que,
d'autre part, elle ne tombe pas en dessous de la limite de gazéification. Dans ce cas, l'air de traite- ment peut être dosé de façon que la combustion ne se produise qu'à la fin ou presque à la fin de la gazéification. Enfin, on peut, par exemple amener l'air de traitement à l'huile combustible sur son parcours à travers la sont de gazéification, en quantités variables et réglables.
Suivant une autre caractéristique de l'inven- tion, avec un nouveau brûleur à huile pour la réali- sation du procédé précité, le dispositif de pulvéri- sation, réalisé sous forme d'une tuyère de pulvérisation débouche dans un compartiment de générateur, avantageuse- ment cylindrique ou à peu près cylindrique, l'huile pouvant se déplacer dans le sens longitudinal de oe compartiment, oe dernier étant fermé, à son extrémité axiale tournée vers la tuyère de pulvérisation, par un fond à coulisse se déplaçant dans son sens longitudinale tandis qu'il est ouvert a son extrémité opposée et que son enveloppe comporte au moins une série, mais avantageusement plusieurs séries d'orifices de passage, déplacées l'une par rapport à l'autre dans le sens longitudinale du compartiment générateur,
ces orifices ayant éventuellement une section différente, tout en étant destinés à l'air de traitement. Suivant le procédé de la présente invention, l'huile combustible peut alors être bralée avec une flamme bleue non- éclairante, donnant sa chaleur, moins par rayonnement que par conveotion, aux surfaces chauffantes, ce qui entraîne une sollicitation uniforme de ces surfaces
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chauffantes tout en augmentant, par conséquent, leur rendement calorifique.
En outre, grâce à la haute vitesse de combustion et à une pression acorue, le chiffre de passage de chaleur sur les surfaces ohauf- tantes augmente, dans la mesure où on le désire (sinon la combustion peut également être effectuée sans pression) et, avec l'accroissement de la pression du gaz de combustion, on peut encore augmenter le passage de chaleur, o.-à-d. le rendement calorifique de la chaudière, etc. Par rapport au mode de combustion habituel de l'huile brûler, le rendement calorifique spécifique d'une chaudière est augmenté plusieurs fois lors de l'application de nouveau procède.
La présente invention est basée sur le fait que pour obtenir une gazéification réellement parfaite de l'huile brûler, il convient de savoir, si à ce stade du procédé, l'air nécessaire pour la gazéification et la combustion est réellement fourni à l'huile, en quelles quantités cette admission d'air à chaque fois lieu, à quel endroit la combustion commence, et si, lors du processus de gazéification, de la chaleur supplémentaire est encore amenée de l'extérieur,etc.
D'autre part, il faut veiller à ce que la. gazéification soit plutôt freinée qu'accélérée en dessous et au- dessus de températures déterminées, Bans une certaine mesure, la gazéification de l'huile à brûler s'ap- parente au processus de gazéification de combustible solide, par exemple dans un générateur à grille rotative pour la formation de gaz industriel* De même, suivant la présente invention, lors de la gazéification de l'huile à brûler, on emploie un petit générateur dans lequel l'huile à brûler est traitée de
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façon à brûler sous forme d'un gaz, sans résidus, exactement tout comme un autre gaz.
Contrairement à un générateur pour combustibles solides, fonctionnant dans un système vertical et où les combustibles de gazéification sont chargés verticalement, le gaz formé étant cependant évacué du coté du chargement en direction des ohambres de combustion, le chargement du générateur suivant la présente invention s'effectue exactement en sens inverse, o.-à-d, que le générateur est chargé par une extrémité et qu'il cède son milieu de combustion à la chambre de chauffage.
Tandis que les, générateurs industriels pour combustibles solides sont généralement conçus pour des rendements à peu près constants, que des rendements d'importance différente peuvent être obtenus par une charge différente et que le processus de gazéification peut être maintenu, par l'ordre de grandeur, dans des rapports approxi- matifs, cette situation se complique davantage dans le cas d'un petit générateur à gazéification d'huile pour des débits d'huile de faible importance. C'est pourquoi, le réglage de ces faibles débita dans le rapport voulu implique la nécessité de trouver une méthode propre et toute nouvelle pour le traitement de faibles quantités d'huile à brûler en gaz de même que pour la combustion directe.
Ce générateur de gazéification pour brûler à huile suivant la présente invention est dès lors construit de façon que l'huile qui y est pulvérisée, ne soit pas chauffée au-delà d'une température déterminée et qu'elle ne brûle pas prématurément, par exemple avant que toutes les molé- cules ne soient réellement gazéifiée* complètement.
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De mira , l'air feutrai lors du traotement ne peut provoquer un refroidissement excessif du produit de gazéification* D'autre part, une température trop élevée et une température trop basse, à la suite d'un mauvais passage d'air, produisent une accumulation de particules solides de oarbont, qui ne sont plus gaséi- fiables et qui offrent une résistance au processus de combustion proprement dit, lorsqu'on les retrouve simplement comme résidus des gaz de fumée sous forme de parties solides non-consumées réduisant le degré d'efficacité du Chauffage, Dès lare, le nouveau cylindre de générateur muni de tuyères d'air à section variable,
ainsi que d'un tiroir pouvant tire déplace d'une manière correspondant., a pour but de fournir la quantité d'air nécessaire pour une gazéification à la quantité d'huile reprise par la pulvérisation et entraînée en direction de la chambre de combustion, l'addition d'air pouvant s'effectuer progressivement.
Le but est de former un mélange huile/air complètement gazéifié lors de l'admission ultérieure dosée d'air et brûlant complètement après l'allumage. Dès lors, en lui-même, le mélange décrit n'est pas encore apte à l'allumage. L'allumage s'effectue tout d'abord sur le bord du cylindre du générateur précédant la chambre de combustion, tout en amenant en même temps la quantité d'air supplémentaire nécessaire à la Combustion proprement dite, cette quantité d'air circulant dans une enveloppe tubulaire entourant le cylindre de générateur, jusqu'à l'extrémité ouverte de ce dernier, Le front de flamme se produisant à cet endroit après l'allumage par un arc électrique agit directement sur le processus de gazéification dans le cylindre
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de générateur,
avec la aise en marche par rayonnement gazeux, en vue d'assurer un apport thermique, Toutefoi suivant le procédé, la température devenant ainsi active peut être à nouveau influencée, suivant les nécessités, par le fond coulissant du cylindre de générateur servant en mime temps de tiroir pour les tuyères latérales d'air. De la aorte, le déroulement du procède offre des rapporte idéaux pour un pulvéri- sateur nous pression. Suivant une variante de l'inventi au lieu de l'adapter au bord avant du cylindre de générateur on adapte le dispositif d'allumage sur le fond ooulissant du générateur.
Dans oe système, la quantité de chaleur nécessaire pour soutenir le processus de gazéification n'est pas obtenue à partir du front de flammes mais bien directement. En conséquen pour tout le déroulement du prooédé, on obtient une combustion réellement progressive au cours d'une gazéification de 1'nulle à brûler qui, de la aorte, est assurée.
Le brûleur d'huile à pulvérisateur tous pression, suivant la présente invention, comportant un oylindre de générateur caractérisé par un tiroir de fond et de tuyère d'air, peut également être équipé d'une chambre de combustion supplémentaire déterminant la réaction de combustion complète, Cette chambre de combustion supplémentaire a pour but d'effectuer la combustion uniquement à l'intérieur du brûleur et de ne faire sortir que les gaz de combustion de cette chambre supplémentaire dans chaque installation de chauffage.
Cette forme de réalisation est principaleme@ conçue pour l'application de la chaleur du procédé, tandis que la forme de réalisation sans chambre de
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combustion supplémentaire doit principalement servir à l'allumage des chaudières aveo leurs chambres de combustion conçues conformément au rendement.
La chambre de combustion supplémentaire peut être constituée d'un tube cylindrique ou d'un tube se rétrécissant vers l'avant et elle peut être munie d'écrans en vue de former les gaz de chauffage, de même qu'en vue de stabiliser ces derniers.
Différents exemples de réalisation de la présente invention sont représentés dans les dessine en annexe, dans lesquels :
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figure 1 fit une vue latérale t pafti'UeaenI! en coupe vertical$ d'un brûleur à huile suivant l'invention !
Figure la est une vue de face du brülour suivant la figure 1
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figure 2 eet également une vue 1,'.r&2.8 d'un détail d'une forme de réalisation modifiée de l'objet de la présente invention ;
Figure 2a ont une vue de face du système suivant la figure 2 ;
figure 3 est une vue latérale d'un détail d'une autre forme de réalisation modifiée de l'objet
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de..l' invention ;
Figure 3a est une vue de face du système suivant la figure 3
Figure 4 est une vue latérale, partiellement en coupe, d'une autre forme de réalisation modifiée de l'objet de l'invention
Figure 4a est une vue en plan d'un détail du système suivant la figure 4 ;
Figure 4b est une vue de face du système
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suivant la figure 4 ;
Figure 5 représente une autre forme de réalisation modifiée de l'objet de l'invention ;
Figure 6 eut une vue latérale du.cylindre de générateur pour un brûleur à huile suivant l'invention, et
Figure 7 est une vue de face, partiellement en coupe, du cylindre de générateur suivant la figure 5
Les brûleurs représentée dans les dégaine
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servent h la réalisation du procédé suivant l'invtn'1oft, ou 'Ul1' Combustible est amenée sous pression# par une pompe, à un dispositif de pulvérisation, d'où elle est finement pulvérisée nous forme d'un jet s'élargissant en cône dune le menu de l'écoulement, vers une chambre de combustion, pour être brûle* dans cette dernière,
après y avoir fait pénétré de l'air de combustion, tandis qu'avant de pénétrer dans la chambre de combustion. l'huile combustible est pale.. par une zone de gazéification et a été ainsi exposée à l'influence d'une flamme de gazéification, cette huile recevant progressivement, sur on parcours travers la zone de gazéification et en fonction de ce parcours, de l'air de traitement en une quantité dosée de telle sorte que la température de l'huile combustible passant par la zone de gazéification, d'une part, ne monte pas au-dessus de la limite dite de oraquage et que, d'autre part,
elle ne tombe pas en dessous de la limite de gazéification, la combustion ne s'effectuant qu'après gazéification complète ou presque complète. Dans ce cas, comme déjà décrit ci- dessus, cet air de traitement peut être fourni en
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quantités variables et réglables.
Dans le cas du brûleur suivant les figures 1 et 1a, il s'agit d'un brûleur à huile fonctionnant suivant le principe de la pulvérisation avec une pompe à huile non-représentée en vue de faire circuler l'huile combustible, de même qu'avec une soufflerie (15) actionnée aveo la pompe, par un moteur de commande commun non-représenté dans le dessin, cette soufflerie servant a faire circuler l'air de combustion. Par la surface de guidage (17), l'air en circulation est amené, dans le sens de la flèche 18, vers la tête de brûleur 19 d'où la flamme sort suivant la flèche 20.
Le brûleur suivant les figures 1 et 1a comporte, dans la tête de brûleur 19, une enveloppe 1 se déplaçant longitudinalement avec un mouvement de va et vient et pouvant être fixée dans chacune de ne positions, un fend coulissant 2 se déplaçant axialement avec un mouvement de va-et vient à l'intérieur de l'enveloppe 1, une tuyère de pulvérisation 3 se déplaçant axialement à l'intérieur du corps de réglage, des électrodes d'allumage 8 et un câble d'allumage 9.
L'huile est amenée à la tuyère par la conduite d'admission 7 et elle pénètre, en un jet pulvérisé à travers l'orifice 6 dans le compartiment de générateur 10, dans lequel pénètre, par les orifices 1a, un courant secondaire d'air de combustion dérivé du courant principal de ce dernier.
Après l'allumage, il se forme une couronne de flammes gazéifiant le jet sortant de l'orifice 6. Ensuite, au jet de gaz en combustion, est ajouté l'air de com- bustion traversant le compartiment intermédiaire 21 entre la tête de brûleur 19 et l'anneau 1. Le
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débit du brûleur peut être réglé de la manière décrite ci-dessus en déplaçant l'enveloppe 1 de l'extérieur. L'anneau 1 peut être fixé dans chacune de ses positions. Grâce au déplacement axial du fond coulissant 2 par l'intermédiaire de la vis de réglage 4, on peut modifier la section de passage des orifices la, du fait que le bord extérieur du tiroir 2 recouvre plus ou moins ces orifices la.
Le mouvement de réglage axial de la tuyère 3 a lieu à l'aide de la vis de réglage 5. Le brûleur est placé dans un logement 16 dont la forme est représentée dans les figures 1 et la*
Le oylindre de générateur, entourant le compartiment de générateur est représenté clairement dans les figures 6 et 7 des dessins. Dans le oylindre , 50, on prévoit plusieurs séries (on peut également en prévoir une seule), d'orifices de passage 51 pour l'air de traitement, la section de ces orifices pouvant être différente. Le fond coulissant 52 peut être déplacé axialement et la tuyère de pulvérisation est placée au oentre, comme représenté en 53. Le cylindre est en métal.
Les orifices de passage sont réalisés en forme de tuyères par forage, et ils ont la forme de cônes se rétrécissant de l'extérieur vers l'intérieur, dont l'axe central longitudinal 54 est à peu près tangentiel à un cercle concentrique au cylindre de générateur.
Les figures 2 et 2a des dessina montrent une autre possibilité de déplacement axial de l'enveloppe 1 munie des orifices 12 pour l'air de combustion. On peut constater qu'à cet effet, on prévoit la vis de réglage 22 déplaçant axialement l'enveloppe 1'suivant
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la flèche 25 par l'intermédiare de l'axe 11 et de la pièce intermédiaire 24 reposant sur le tube 23. De la sorte, 1' anneau de guidage d'air peut également être actionné facilement de l'extérieur, même pendant le fonctionnement du brûleur à huile.
Dans les figures 3 et 3a, on représente une autre forme de réalisation de l'objet de l'invetion, où la tuyère de pulvérisation 26 peut être déplacée avec le fond coulissant 27 à l'intérieur de l'enve- loppe 28, du fait qu'elle repose dans un prolongement du tiroir 27 en forme de manchon ou de moyeu* les orifices d'admission d'air peuvent avoir l'une ou l'autre forme, par exemple, ils peuvent être sous forme de fentes, ronds, ovales, Coniques, ou en gradins.
A la figure 2a, on représente le système de l'électrode d'allumage 0 et de la sonde pour le contrôle de la flamme à l'intérieur de la surface annulaire 14.
Dans les figures 4, 4a et 4b, des dessins, on représente une autre forme de réalisation de l'objet de l'invention. Dans ce cas, le tiroir 29 peut être déplacé de l'extérieur à l'aide des 'boutons de réglage 30, 30', de l'axe 31 et de la pièce intermédiaire 32, tout en étant relié a la pièce intermédiaire par les tringles de raccordement 33.
34 représente les orifices d'admission d'air août forme de fentes du tiroir 29. 35 représente la soufflent 36 le câble d'allumage, 37, les électrode* d'allumage, 38 et 3 les différentes vis de réglage et 40 la conduite l'admission d'huile,
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La figure 5 des dessins représente un brüleur à huile analogue aux exemples de réalisations ci-dessus et comportant une soufflerie 41, une conduite d'admission d'huile 42, des vis de réglage 43 et 44, un cäble d'allumage 45, un tiroir 46 aveo des orifices d'admission d'air en forme de fentes 47 et une tête de brûleur 48,
oe brdleur se différenciant des exemples de réalisation décrits ci-dessus uniquement par la forme du logement 49, conformément au dessin.
Le brûleur d'huile à pulvérisateur nous pression suivant la présente invontion, comportant un oylindre de générateur caractérisé par un tiroir de fond et de tuyère d'air peut également être muni d'une chambre de combustion supplémentaire déterminant la réaction de combustion oomplète. Cette ohambre de combustion supplémentaire a pour but d'effectuer la combustion uniquement à l'intérieur du brûleur et de ne faire sortir que les gaz de combustion de cette chambre de combustion supplémentaire dans chaque installation de chauffage.
Cette forme de réalisation est principalement oonçue pour l'application de la chaleur du procédé, tandis que la forme de réalisation sans chambre de combustion supplémentaire doit servir principalement au chauffage des chaudières aveo leurs chambres de combustion conçues conformément au rendement.
La chambre de combustion supplémentaire peut être constituée d'un tube cylindrique ou d'un tube se rétrécissant vers l'avant et elle peut être munit d'écrans pour former les gaz de chauffage, de mime que pour stabiliser ces derniers.
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Un brüleur à Agile à pulvérisateur sous pression peut fonctionner tutti bien avec une soufflerie fixe qu'avec une soufflerie séparée* Pour la forme de réalisation en un appafeillage complet, on a constaté qu'il était avantageux d'employer une soufflerie conque spécialement cet effets La soufflerie a la propriété de fournir les quantités d'air nécessaires et les pressions uniformes dans les zones intervenant pour la réalisation du procédé du brûleur à huile à pulvérisateur sous pression.
De' plue, elle fournit les quantités d'air mécessaires à un grand intervalle de réglage en vue d'assurer la combustion de l'nuile à brûler gazéifiée, sans entraîner des pertes excessives du degré d'efficacité.
La forme de la soufflerie provoque notamment une pression élevée telle que le débit d'air n'est pas réduit dans une autre proportion que celle désirée, même par une réduction approximative de la section transversale des sorties d'air. De plus, les pressions atteintes par la soufflerie permettent de surmonter les pertes de tirage ou les pressions des chambres de combustion (contre-pressions des chaudières), de l'une ou l'autre importance,' sans cependant gêner le déroulement de la réaction de combustion*
Comme dispositif supplémentaire pour l'al- lumage du mélange gazeux d'huile, on emploie, suivant la présente invention, un dispositif d'allumage à haute tension connu d'après les brûleurs d'huile habituel., Toutefois, on a constaté qu'il était avantageux, pour le dispositif d'allumage,
d'empoyer des électrodes d'allumage d'une forme et d'une disposition spéciales, L'allumage peut être effectué
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au moyen d'uni ou de deux électrodes,Afin de ne pas perturber les courants aérodynamiques lofs du traitement du milans.
gazeux d'huile, il est recommandé d'utiliser de tinta électrodes en aiguilles mais sous une forme particulièrement favorable au passage du courant,,
Suivant la présente invention, en utilisa des électrodes réalisées d'une manière analogue conjoin- tement pour un appareil de commande et de protection de la flamme par ionisation, en vue de contrôler les gaz de chauffage (flamme), ce type de contrôle des 1 flammes convient pour assurer le contrôle de la flamme prinoipale, de même que pour assurer la combustion partielle nécessaire au début du processus de gazéification (Pré0gazéfication), cette combustion partielle se produisant à l'intérieur du cylindre du générateur.
Ni les appareils de contrôle thermiques- mécaniques, ni les appareils de contrôle optiques- électriques ne conviennent à cet effet. Le contrôle au moyen de la sonde d'ionisation et de l'appareil correspondant de commande et de contrôle par ionisation s'est avéré particulièrement approprié pour le fonc- tionnement du brûleur suivant l'invention. La moindre interruption lors de la combustion du gaz formé conduit automatiquement à un nouvel allumage immédiat ou à une rupture de sécurité.
Le réglage du brûleur à huile suivant la présente invention s'effectue, du reste, de la mime manière que les autres brûleurs habituels (avec des thermostats, des pressostats, etc$)