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rer les vannes ou dispositifs magnétiques-mécaniques utilisés
pour le contrôle de la circulation de gaz dans les chauffe-eau
du type instantané , tels que décrits dans le brevet des EtatsUnis d'Amérique n[deg.] 3.806.026 du 23 avril 1974.
Les dispositifs décrits dans ce brevet constituent une amélioration et une nouveauté importantes dans le
domaine des dispositifs de contrôle de la circulation du gaz
pour les chauffe-eau parce que , en raison de l'utilisation
d'un nouveau dispositif magnétique comprenant un piston magnétique creux et une série d'aimants permanents montés sur
les bras d'un levier basculant , l'invention permet à la fois
l'allumage progressif du brûleur du chauffe-eau et l'arrêt instantané de ce brûleur dans le cas où il n'y a pas de circulation
d'eau .
En plus de la caractéristique mentionnée cidessus , un nouveau dispositif thermostatique.assure une
"modulation " constante de la flamme du brûleur , au choix de
l'usager , en fonction de la circulation de l'eau, en empêchant la surchauffe du serpentin échangeur de chaleur, et en
éliminant tous les problèmes rencontrés habituellement dans les
chauffe-eau traditionnels.
L'usage pratique a montré qu'en dépit du fait
que le système décrit dans ce brevet n[deg.] 3.806.026 est suffisamment efficace pour assurer tous les buts précités , la modification supplémentaire et les améliorations suivant la présente
invention apportent un système plus simple opérant de façon
plus satisfaisante et d'un coût inférieur de fabrication .
Fondamentalement , le dispositif amélioré ,
qui fait l'objet de la présente invention, comprend un nouvel
ensemble d'éléments magnétiques (commandant l'ouverture ou la <EMI ID=2.1>
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cette vanne pouvant être réglée sur la totalité de sa gamme
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tique.
Pour assurer en outre un degré élevé de sécurité , la vanne améliorée suivant l'invention est pourvue d'un système de sécurité en cas de défaillance , utilisant un thermocouple (qui ne fait pas en soi l'objet de la présente invention ) qui, à son tour , commande une bobine magnétique empêchant l'allumage du brûleur principal dans le cas où la flamme-pilote n'est pas allumée.
Une forme de réalisation préférée de la présente invention sera décrite ci-après, à titre d'exemple seulement , avec référence au dessin annexé.
La figure annexée est une vue en élévation latérale du système suivant l'invention , avec le dispositif magnétique et la vanne à diaphragme améliorée , présentés en coupe .
Comme illustré sur la figure , du coté gauche, on a un corps métallique creux 1 relié par ses deux extrémités aux conduits d'entrée et de sortie 2 et 3 , à travers lesquels circule l'eau à chauffer dans le serpentin échangeur de chaleur 4 du chauffe-eau de type instantané .
A l'intérieur du corps creux 1 , on a deux anneaux d'arrêt 5 et 6 limitant le déplacement axial du piston creux 7 qui est formé par un aimant permanent.
Comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 3.806.026 , le piston creux magnétique 7 se déplace vers le haut ou vers le bas à l'intérieur du corps 1 suivant la circulation d'eau à travers les conduits 2 et 3.
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Lorsque la circulation augmente , le piston magnétique 7 se déplacé vers le haut jusqu'à ce qu'il entre en contact avec l'anneau d'arrêt supérieur 6 et, inversement, le piston 7 se déplace à travers le bas lorsque la circulation diminue , et ce jusqu'à ce qu'il s'appuie sur l'anneau d'arrêt inférieur 5, lorsque la circulation s'arrête.
Les lignes en trait d'axe montrent le piston 7 dans sa position inférieure , lorsqu'il n'y a pas d'écoulement d'eau dans le conduit 2, tandis que les lignes en trait plein montrent ce piston dans sa position supérieure , c'est-à-dire lorsqu'il y a circulation d'eau-
Un second corps métallique creux , court , se présente en saillie à la partie centrale du corps métallique creux 1, en faisant un angle droit par rapport à l'axe de symétrie géométrique du corps 1. Ce corps 8 comporte des ajutages d'entrée et de sortie 9 et 10 pour la décharge de la circulation de gaz depuis la vanne à diaphragme .
A l'intérieur du corps creux 8, on a un pis-
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lorsque ce piston 7 se trouve dans sa position inférieure .
L'autre extrémité du piston 11 (c'est-à-dire
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caoutchouc , de néoprène , etc , dont la position permet ou empêche la circulation de gaz à travers les ajutages 9 et 10.
L'ajutage 10 forme , dans le corps 8 , un siège 13 pour le disque élastique 12 , ce qui crée un joint étanche au gaz lorsque le piston magnétique 11 est écarté du piston creux ma-
<EMI ID=8.1> <EMI ID=9.1> tantané , fluctuations qui sont produites par l'usager ou créées par des. variations d'écoulement dans les canalisations d'eau , commande une vanne à gaz du type à diaphragme 14, qui à son tour commande l'alimentation de gaz au brûleur 15.
La vanne à diaphragme 14 comprend une chambre supérieure 16 et une chambre inférieure 17 , séparées par un diaphragme 18 formé d'une matière élastique , ce diaphragme présentant en son centre un disque de fermeture 19 constitué en une matière métallique ou élastique . L'entrée de gaz
20 s'ouvre dans la chambre supérieure 16 qui comporte , dans une paroi , le siège 21 pour le disque de fermeture 19 du diaphragme 18. Eptre l'entrée de gaz 20 et le siège ou ajutage
21, on a une vanne de fermeture 22 sollicitée dans son état de fermeture par un ressort mais maintenue ouverte grace à un
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sible à la flamme pilote 25 , lorsque cette dernière est allumée . Dans la partie supérieure du corps de vanne 14 est localisée la vanne à gaz conique 26 comportant un conduit ou orifice 27 menant à la flamme pilote 25.
La tige et le corps de la vanne conique 26 sont perforés axialement pour recevoir une aiguille 28 se terminant par un bouton 29. L'aiguille 28 est sollicitée par le ressort hélicoïdal 30 , à l'écart de la soupape de fermeture
22 qui , lorsqu'elle s'appuie sur son siège 22a, interrompt la circulation de gaz. Pour permettre au départ la circulation
de gaz vers le dispositif pilote 25, il est nécessaire d'enfoncer le bouton 29 vers l'intérieur , ce qui ne peut être fait que lorsque la vanne conique 26 est fermée , en raison de la moitié 29a du bouton 29 qui doit être introduite dans une fente correspondante du bouton 29b de la vanne conique 26. Dans la <EMI ID=11.1>
chambre inférieure 17 de la vanne, se trouve une nouvelle vanne de retard d'allumage , comprenant une boite 31 comportant des
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te 31, se trouve un petit disque 33 en métal ou autre matière , présentant au moins un petit orifice 34.
La chambre inférieure 17 et la chambre supérieure 16 de la vanne à diaphragme sont reliées par un conduit 35 relié lui-même 4 un conduit 36 qui, à son tour , relie la vanne de retard d'allumage 31 à la broche perforée 37 du régulateur
de température 38a, localisé. dans la partie inférieure de la vanne 14 .
Le régulateur de température 38a comprend une portion filetée 39 destinée à être mise en rotation par le bouton 38 pour permettre le déplacement vers l'avant ou vers l'arrière de la broche perforée 37 par rapport à l'extrémité conique 40 du thermostat 41 qui est relié au tube capillaire
42 connecté à un thermomètre 43 convenablement immergé dans serpentin échangeur de chaleur 4 du chauffe-eau instantané
pour déceler la température de l'eau.
Le conduit 35 existant dans le corps inférieur
17 de la vanne à diaphragme mène à un conduit 44 qui reçoit
une vis de réglage 45 pour régler le "minimum de flamme".
Le conduit 44 est relié à l'ajutage de sortie 46 qui est lui-même relié à la chambre 47 contenant l'extrémité conique 40 du thermostat et l'extrémité du corps perforé
37 du régulateur de température .
L'ajutage de sortie 46 est également relié à l'ajutage 9 du corps creux 8 par un conduit 48 d'un petit. diamètre et l'ajutage de sortie 10 du corps 8 est relié à la vanne conique 26 par un tube 49 , également d'un petit diamètre .
En fonctionnement, l'ensemble à vanne de commande suivant l'invention opère de la façon suivante:
(a) Lorsque la vanne 22 est ouverte , en enfonçant le bouton 29 pour allumer le dispositif pilote , le gaz combustible pénètre dans la vanne à diaphragme 14 par 1 ' entrée 20 , en remplissant ainsi la chambre supérieure 16 , et
il circule à travers le conduit 35 vers le conduit 36 et, de là , à travers la vanne de retard d'allumage 31 pour remplir
la chambre inférieure 17.
(b) Lorsque la circulation d'eau vers le chauffe-eau est interrompue , le piston magnétique creux 7 se trouve <EMI ID=13.1>
nord de l'aimant 7 et le pale nord du piston magnétique 11 pousse le disque de fermeture 12 contre son siège 13, ce qui
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de la vanne à diaphragme 14 et les conduits 48, 49 vers le brQleur 15.
(c) Lorsque le siège 13 est recouvert par le disque de fermeture 12 du piston magnétique 11, la pression régnant dans la chambre inférieur 17 et dans la chambre supérieure 16 est égalisée et le ressort force le diaphragme
18 et le disque de fermeture 19 à s'appuyer contre le siège
21, en interrompant la circulation de gaz vers le brûleur 15 depuis la chambre supérieure 16.
(d) Lorsqu'un courant prédéterminé d'eau circule à travers le corps creux 1 , le piston magnétique creux 7 se déplace depuis sa position inférieure 5 vers sa position
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vers le corps principal du brûleur 15, et ce uniquement lorsque la vanne conique 26 est dans sa position ouverte .
(e) D'autre part, du fait ce cet échappement de gaz . une réduction de pression est créée dans la chambre inférieure 17 , par rapport à la pression régnant dans la chambre supérieure 16, de sorte que le diaphragme 18 se déplace vers le bas pour dégager le siège 21 et permettre la circulation de gaz vers le brûleur 15.
Lorsque la chambre inférieure 17 est relief au brûleur 15 par la vanne conique 26 , un échappement de gaz est créé et le disque 33 est appuyé contre le siège existant à l'extrémité du conduit 36, et le gaz accumulé dans la chambre inférieure 17 est lentement libéré à travers l'orifice de diamètre 34 du disque 33.
(f) La lente libération du gaz accumulé permet au diaphragme 18 de découvrir graduellement l'ouverture du conduit 21 , de sorte que l'allumage du brûleur 15 est réalisé lentement au fur et à mesure que la chambre inférieure
17 de la vanne à diaphragme se vide , ce qui empêche de la sorte l'allumage soudain du brûleur . Ceci est avantageux car
il n'y a pas d'encrassement du brûleur ni de bruit de détonation.
(g) Lorsque la circulation d'eau à travers
le conduit 2 diminue pour une raison quelconque ou si cette circulation est totalement interrompue , le piston magnétique creux 7 descend vers sa position inférieure , et l'attraction magnétique exercée sur le piston magnétique 11 est remplacée par une répulsion magnétique qui atteint son intensité maximum lorsque le piston magnétique 7 se trouve dans sa position la plus basse.
Le déplacement du piston magnétique 11, sui- ' vant les variations de la circulation d'eau, contrôle le passage du gaz entre les ajutages 9 et 10, en permettant ainsi le passage de gaz vers le brûleur 15, parce que , lorsque la circulation de gaz depuis la chambre inférieure à travers le conduit 48 est interrompue, la pression de gaz s'égalisera intérieurement aux deux chambres 16 et 17 , en provoquant le déplacement rapide du diaphragme pour fermer 1 ' entrée 21 et interrompre la circulation de gaz vers le brûleur 15.
Le fonctionnement du contrôle thermostatique de température d'eau du chauffe-eau instantané se fait de la façon suivante .
Le thermomètre ou dispositif similaire 43 décèle la température de l'eau dans une partie appropriée du serpentin 4 , et l'augmentation ou diminution résultante du volume du milieu liquide ou gazeux se trouvant à l'intérieur du thermomètre 43 et du tube capillaire 42 contrôle le déplacement de l'extrémité conique 40 du dispositif thermostatique 41 qui est attaché à la partie inférieure de la vanne à diaphragme . Cette extrémité conique 40 se déplace vers l'avant ou vers l'arrière par rapport à la broche perforée 37 qui fait partie du bouton de réglage de température 38 , celui-ci étant gradué de façon appropriée pour la commodité de l'usager .
Lorsque le réglage de température est augmenté
(par la rotation du bouton 38 dans le sens inverse de celui des aiguilles d'une montre ), la portion filetée 39 détermine la position de la broche perforée 37 et l'extrémité conique
40 du thermostat est obligée de se déplacer encore plus avant <EMI ID=17.1>
l'extrémité ouverte de la broche perforée 37 (en raison d'une augmentation de la température de l'eau , décelée par le thermomètre 43), la circulation de gaz depuis la chambre supérieure
16 et depuis la chambre inférieure 17, à travers les conduits
35,36 ,48 et les ajutages 9 et 10 est limitée , en produisant de la sorte une augmentation de pression dans la chambre inférieure 17 , qui commande le déplacement du diaphragme élastique 18 et la limitation correspondante de la circulation de gaz vers le brûleur 15, en produisant une réduction rapide de la température de l'eau dans le serpentin de chauffage 4 et dans le conduit de sortie 51.
La réduction de la température d'eau est décelée par le thermomètre 43 et la réaction correspondante
du système thermostatique est de retirer l'extrémité conique
40 à l'écart de la broche perforée 37, ce qui permet une
plus grande circulation de gaz à travers la chambre 47 et une réduction de la pression dans la chambre inférieure 17 , en permettant de la sorte l'ouverture du diaphragme , du fait
de la pression régnant dans la chambre supérieure 16 , et
une augmentation de la circulation de gaz vers le brûleur 15, ce qui permet , à son tour , une augmentation de la température de l'eau, jusqu'à ce que la haute température de l'eau provoque la restriction de la circulation de gaz vers la chambre
47 et la réduction de la circulation de gaz vers le brûleur
15. Le cycle mentionné ci- dessus est répété sans cesse , tandis que le chauffe-eau est en fonctionnement et la "réponse
(temps de réaction aux changements de température ) est si rapide et si précise qu'on a trouvé que, sous les conditions opératoires , la température de l'eau de sortie est constante sur la totalité de la gamme de températures du système (de 30 à 60[deg.] C) .
Il doit être noté que, même si l'extrémité conique 40 du thermostat ferme totalement la sortie du gaz évacué à travers la broche perforée 37 , le brûleur 15 n'est pas totalement arrêté car une quantité minimum de gaz continue
à circuler depuis le conduit 35 vers les conduits 36 et 48
à travers les orifices de petit diamètre 37a de la broche perforé? 37, de manière à maintenir une petite différence de pression entre la chambre supérieure 16 et la chambre inférieure 17 de la vanne à diaphragme, ce qui permet de la sorte une faible circulation de gaz depuis l'entrée 20 vers le brûleur 15.
Le volume de cette petite circulation de gaz
(qui produit un "minimum de flamme") peut être facilement réglé en ajustant le réglage de la "vis de flamme minimum Il 45 pour diminuer ou augmenter la circulation du gaz depuis la chambre supérieure vers la chambre inférieure de la vanne à diaphragme.
Il est intéressant de noter que le dispositif de commande amélioré , décrit ici , n'exige pas de liaisons mécaniques pour relier entre elles les parties constitutives de ce dispositif , ce qui élimine de la sorte les problèmeshabitue]s rencontrés dans les systèmes de commande traditionnels, tels que des broches ou aiguilles adhérentes , des leviers courbés , des broches ou des leviers rouillés , des joints endommagés créant des fuites d'eau et/ou de gaz , etc , car
il n'y a pas de connexion ou communication physique entre les portions de circuit à eau et à gaz.
Il est également nécessaire de tenir compte que le dispositif suivant la présente invention peut être mo- <EMI ID=18.1>
difié en ce qui concerne les détails d'exécution de manière à adapter ce nouveau dispositif de contrôle à un procédé de fabrication économique , et ce sans pour autant sortir du cadre du présent brevet.
REVENDICATIONS
1. Vanne à diaphragme pour le contrôle de la circulation de gaz dais un chauffe-eau , comprenant un brûleur et équipé d'un élément magnétique sensible à des variations dans la circulation de l'eau dans le chauffe-eau , cette vanne comprenant une première et une seconde chambre , séparées par un diaphragme , la première chambre étant pourvue d'une entrée de gaz et d'une sortie menant au brûleur , le diaphragme étant mobile entre une première position fermant la sortie susdite et une seconde position dans laquelle cette sortie est laissée ouverte d'une manière dépendant de la pression relative régnant dans les chambres susdites , cette vanne étant caractérisée en ce qu'elle comprend un conduit reliant la première et la seconde chambre et formant un échappement pour cette seconde chambre ;
une vanne actionnée magnétiquement , sensible à la position de l'élément magnétique susdit et disposée pour contrôler l'échappèrent de gaz depuis la seconde chambre à travers le conduit précité , et une vanne réglable à la main , sensible à la chaleur , décelant la température régnant dans le chauffe-eau afin d'assurer un contrôle supplémentaire de Il. échappement de gaz depuis la seconde chambre à travers le conduit précité .