Procédé de chauffage central et installation pour sa mise en #uvre. Dans les dispositifs de chauffage central ac tuellement connus, la circulation de l'eau chaude est assurée soit par thermosiphon, soit par le procédé dit "circulation accélérée".
Le procédé par thermosiphon exige une tuyauterie de très grand diamètre passant obligatoirement sous les parquets. Le procédé dit "circulation accélérée" permet l'emploi de tuyauteries à sections plus réduites.
.Tais ces deux procédés utilisent, soit le barbotage de vapeur dans une colonne d'eau chaude, soit le vide partiel produit dans un récipient d'appel par condensation de la va peur d'eau qui le remplissait préalablement.
Il doit donc obligatoirement circuler dans les canalisations de l'eau à température élevée et l'énergie disponible pour véhiculer l'eau chaude est toujours réduite. 11 en ré sulte que, dans les dispositifs de chauffage central appliquant l'un ou l'autre des deux procédés précités, les canalisations ne doivent pas freiner la circulation d'eau et, pour ce faire; doivent présenter de larges sections; toute contre-pente et tous dos d'âne où peu- vent venir se former des poches d'air doivent en outre être soigneusement évitées.
La présente invention permet de remédier à tous les inconvénients précités; elle con cerne un procédé de chauffage central carac térisé en ce que la circulation de l'eau chaude est assurée à la vitesse désirée au moyen de l'air comprimé.
Ce procédé permet d'obtenir les avan tages suivants 1 Circulation de l'eau à toute tempéra ture désirée.
2 Les canalisations peuvent être d'un diamètre extrêmement réduit.
3 L'installation des canalisations s'effec tue sans qu'il soit utile de tenir compte des pentes ou des dos d'âne.
4 Les canalisations peuvent être consti tuées par des tubes en métaux mous, leur rigidité n'étant pas nécessaire.
5 La chaudière peut être disposée en un point quelconque, au-dessous de la canalisa tion et même à une grande distance de cette dernière. Les dessins annexés représentent, à titre d'exemples, diverses formes de réalisation d'installations de chauffage et de leurs ac cessoires,- permettant la mise en ceuvre du procédé objet de l'invention.
La fig. 1 est un schéma d'ensemble d'une première forme d'installation fonctionnant à l'air comprimé; La fig. 2 est une vue de détail ir, plus grande échelle du clapet automatique d'ad mission d'air comprimé.
La fig. 3 est un schéma montrant le dis positif de réchauffage de l'eau de circulation; La fig. 4 montre une vue d'ensemble de l'appareil fonctionnant suivant les schémas des fig. 1 et 3; La fig. 5 est une section verticale d'rrri régulateur automatique d'arrivée d'air com primé; La fig. 6 montre schématiquement une variante du dispositif de distribution d'air comprimé applicable aux petites installations;
La fig. 7 montre schématiquement en élévation, avec coupes verticales partielles, une variante de réalisation du dispositif de commande mécanique du clapet d'échappe ment d'air par un flotteur du bac d'expan sion ouvert à l'air libre; La fig. 8 est une vue en plan, avec coupe horizontale partielle, correspondant<B>il</B> la fig. 1 ;
La fig. 9 montre en section verticale une variante de réalisation du dispositif de com mande mécanique du clapet d'échappement d'air à l'aide d'un flotteur obéissant au niveau de l'eau dans le bac pulseur; La fig. 10 est une coupe verticale mon trant schématiquement un dispositif d'alimen tation automatique en eau froide; La fig.ll est une coupe transversale correspondant à la fig. 10; Les fig.12 à 14 montrent respective ment sous forme de schéma, une variante d'installation<B>de,</B> chauffage permettant l'utili sation d'une chaudière quelconque;
La fig. 15 est un schéma d'une installa tion perffiettant la circulation de l'eau à une température supérieure à 100 degrés. Dans les formes d'exécution (fig. 1 ir (J l'installation comporte (fig.1) un réservoir étanche 1 communiquant librement par le faisceau d'utilisation 3 avec un réservoir d'expansion 2 placé au point le plus élevé de l'installation et ouvert à l'air libre.
Ce faisceau 3 comprend les radiateurs et les tubes de chauffage, disposés dans rare source calorifique appropriée.
Les réservoirs 1 et 2 communiquent entre eux également par la conduite 4 à large section, pourvue d'rrrr clapet de retenue 5 qui s'ouvre seulement dans le sens de la communication entre 2 et 1.
L'arrivée d'air comprimé dans le réser voir 1 se fait par la conduite 6, sur laquelle est interposé un clapet 7 à commande auto matique : la communication entre le réservoir 1 et l'atmosphère s'effectue par la conduite 6' pourvue d'un clapet également ir com- mande automatique.
Ces deux clapets 7 et 7' sont alterriati- venient et automatiquement commandés de la façon suivante: La tige 8 (fig. 2) est reliée à un noyau plongeur de fer doux 9 formant l'armature mobile d'une bobine d'électro-aimant 10 dont le sens du courant qui parcourt son enroule ment est tel que lorsqu'elle est en circuit, le clapet 7 se trouve appuyé sur sort siège à portée sphérique Il coupant ainsi la eorn- rnunication entre la source d'air comprimé et le réservoir 1;
lorsque le circuit électrique alimentant la bobine 10 est rompu, l'air comprimé soulève le clapet 7 et pénètre dans le réservoir 1.
Le clapet 7' est constitué de façon iden tique, mais il est maintenu fermé par la poussée de l'air comprimé contenu dans le réservoir 1; la fermeture du circuit de la bobine 10' assure son ouverture., les bobines 10 et 10' sont branchées en dérivation sur le circuit unique 10". Chacun des clapets est enfermé dans une boite étanche 11' com portant les entrées et les sorties 12 du cir cuit électrique aboutissant aux bobines d'élec tro-aimant.
La tige<B>8</B> est guidée en 8' et la
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Un commutateur 13 est commandé par la tige 141e long de laquelle se déplace le flotteur 15 venant, suivant la hauteur du niveau de l'eau dans le réservoir 2, agir sur l'embase 16 ou l'embase 16'. Lorsque le niveau s'élève dans le réservoir 2, le flotteur vient attaquer l'embase 16 pour fermer le circuit de la bobine 10 et, par suite, couper toute communication entre la source d'air comprimé et le réservoir 1; en même temps, le circuit de la bobine 10' est fermé et le clapet 7' s'ouvre tendant à établir l'équilibre de pres sion entre le réservoir 1 et l'atmosphère.
Sous une certaine valeur de cette pression, dépendant de la différence entre les niveaux respectifs de l'eau dans les réservoirs 2 et 1, le clapet 5 se soulève et le réservoir 2 se vide cri remplissant le réservoir 1 jusqu'à ce que le flotteur 15, agissant sur l'embase 16' coupe le circuit dans les bobines 10 et 10' pour ouvrir le clapet 7 et fermer le clapet 7'.
L'air comprimé pénètre à nouveau dans le réservoir 1, le clapet 5 se referme et le remplissage du réservoir 2 ou, en d'autres termes, le transvasement de l'eau du réservoir 1 dans le réservoir 2, à travers le faisceau 3 s'effectue jusqu'à ce que le flot teur 15 atteigne l'embase 16 pour permettre au cycle de se poursuivre, comme expliqué précédemment.
La vitesse clé circulation de l'eau dans le faisceau 3 est déterminée par la pression de l'air comprimé; il suffit, pour en détermi ner le réglage, de monter un détendeur ré glable sur la dérivation 6 issue de la conduite principale d'alimentation cri air com primé.
Dans le cas de petites installations ne véhiculant qu'une faible quantité d'eau, on peut employer le, dispositif de distribution illustré par la fig. 6. Le réservoir 1 est en communication permanente avec la source d'air comprimé par un orifice de très faible section. Le clapet 7' d'évacuation dans l'at mosphère est disposé au-dessus de la tige 14 commandée par le flotteur 15 -de la cuve 2. Lorsque ce flotteur vient soulever la tige 14, le clapet 7 s'ouvre et la tige 14 est retenue pendant la descente du flotteur à l'aide de deux ressorts 14' qui s'engagent dans un étranglement 14", le clapet 7' est maintenu ouvert jusqu'à ce que le flotteur, agissant par son poids sur l'embase 16' libère la tige et la ramène à sa position ini tiale.
On supprime ainsi le clapet 7 interposé sur la conduite 6 qui amène l'air comprimé au réservoir 1. L'orifice d'entrée d'air ouvert en permanence étant très petit, par rapport à i l'orifice d'évacuation dans l'atmosphère, le fonctionnement du cycle de circulation d'eau s'établit et se poursuit sans inconvénient comme expliqué précédemment.
La fig. 3 montre le schéma d'application du dispositif qui vient d'être décrit, à une installation de chauffage central.
La source calorifique qui peut être une chaudière de tout type connu est représentée cri 17. Le faisceau 3 issu du réservoir 1 conduit l'eau à chauffer dans des serpentins 18, immergés par exemple dans l'eau ou les gaz chauds de la source 17; l'eau chaude traverse les radiateurs 18" disposés dans une première série d'appartements, se réchauffe à nouveau en 17 et après avoir traversé les radiateurs 18' arrive au réservoir 2. Le ré- chauffage peut être répété autant de fois qu'on le désire saris augmentation sensible de la dépense d'air comprimé.
Pratiquement, l'ensemble du foyer et des réservoirs 1 et 2 est disposé dans un même bâti (fig.4);.le réservoir 1 est placé à la partie inférieure sous le cendrier, ce qui réa lise un réchauffage de l'air comprimé et, par suite, une économie de ce fluide. Le conduit 19 d'évacuation des fumées issues du foyer, aboutit à une boîte. à fumée 20 au-dessus de laquelle est placé le réservoir<B>1</B> à flotteur <B>15.</B> Les orifices de départ et de retour aux tubes de chauffage du faisceau 3 peuvent être disposées sur l'un des côtés du bâti en 21, par exemple. On voit qu'avec cette dis position, les calories fout-nies par le foyer 17 sont utilisées au maximum.
L'arrivée d'air comprimé dans la boîte du clapet 7 dépend d'un régulateur automa tique à dilatation ou à pression de vapeur, qui n'admet l'air comprimé dans la boîte du clapet 7, et par conséquent dans le réservoir 1 que lorsque la température de l'eau dont on veut assurer la circulation atteint une valeur déterminée à volonté.
La fig. 5 montre un schéma de réalisation d'un régulateur à dilatation; la tige 22 est immergée dans l'eau de l'un des réchauffeurs 18 disposés dans le foyer 17, et, pour une température déterminée, elle s'allonge jusqu'à soulever le clapet 23 faisant communiquer la conduite 6 avec 6' en relation avec l'air comprimé par détendeur ou directement.
Si la chaudière s'éteint par exemple, le clapet 23 coupe l'arrivée d'air comprimé et la circulation d'eau cesse pour reprendre à nouveau dès que la température de l'eau at teint une valeur déterminée par la position initiale de la tige 22 par- rapport au clapet \?3.
Si l'air comprimé vient à faire défaut momentanément la chaudière peut alimenter les radiateurs voisins suivant la méthode de circulation par thermo-siplron.
La commande des clapets peut être en- tiùrement mécanique (fig. 7 à 9).
Dans la fig. 7, le clapet 7' d'échappement d'air est commandé par le flotteur du réser voir d'expansion 2. La tige 14 le long de laquelle coulisse ledit flotteur traverse le couvercle 24 du réservoir 2 et se termine à sa partie supérieure par une tige 25 solidaire du clapet 7', disposé dans une boîte étanche pourvue d'une conduite 6' de communication avec la capacité d'air du bac pulseur et d'orifices 26 d'évacuation d'air dans l'atmos phère.
La tige 14 se déplace suivant son axe vertical entre trois billes 27 disposés à l'extrémité de canons 28 fixés par des pattes 29 sur le couvercle 24 et renfermant les ressorts 30 agissant pour chasser les billes 27 vers l'axe de la tige 14; la tension des ressorts 30 est réglée au moyen des vis 31 et l'extrémité des canons ou tubes 28 est légèrement rétreinte afin de réaliser un arrêt limitant la position extrême des billes 27.
Normalement, les trois billes 27 sont appuyées sur la tige 14 qui les maintient légèrement repoussées à l'intérieur des canons 28. Dans cette position, bien que soumise à cette triple poussée, la tige n'éprouve qu'une faible résistance à glisser suivant son axe vertical puisque les billes peuvent rouler entre la tige et leur ressort 30.
Si une gorge circulaire ménagée sur la tige se présente à hauteur du plan horizontal contenant les trois billes, ces dernières, obéissant à leurs ressorts pénètrent dans cette gorge en réa lisant un verrouillage de la tige que peut vaincre seulement un effort supérieur à la poussée totale exercée par les trois ressorts 30, augrrrentée de la poussée exercée par l'air du bac pulseur sur le clapet 7'.
La tige 14 comporte deux gorges 32 et 32' correspondant, l'une à la position d'ou verture du clapet 7' et l'autre à sa position de fermeture.
Le clapet 7' (fi-. 7) étant en position de fermeture, la gorge 32' est en prise avec les billes 27; lorsque le flotteur s'élève en même temps que le niveau de l'eau dans le réser voir 2, il vient agir sur l'embase supérieure 16 de la tige 14 qu'il ne peut soulever, car la tension des ressorts 30 a été convenable ment réglée dans ce but; le flotteur est donc à peu près immergé par l'eau dont le niveau continue à s'élever jusqu'à ce que la poussée hydraulique qui le sollicite de bas en haut puisse vaincre l'effort total représenté par la poussée de l'air sur le clapet 7' et la tension des trois ressorts 30;
à ce moment, la tige 14 est soulevée brusquement, car dés que la gorge 32' a perdu contact avec les billes, ces dernières ne s'opposent plus au glissement de la tige 14 qui décolle franchement le clapet 7' et le soulève jusqu'à ce que les
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<tb> de <SEP> la <SEP> tige <SEP> 14 <SEP> sur <SEP> laquelle <SEP> il <SEP> repose <SEP> et <SEP> qu'il entraîne brusquement vers le bas lorsque le niveau<B>de</B> l'eau s'est abaissé suffisamment pour qu'il agisse par son propre poids et referme le clapet 7' en ramenant la gorge 31' en prise avec les billes 27.
On voit qu'avec cette disposition, la levée du clapet et sa fermeture sont obtenues brusquement en rendant impossible toute position d'équilibre de ce clapet pour laquelle l'orifice d'échappement d'air dans l'atmosphère ne présenterait pas un débit nettement supé rieur à celui de la source qui alimente le bac pulseur.
-La fig. 9 montre un dispositif de com mande du clapet 7' par un flotteur 15 contenu dans le bac pulseur 1. Dans ce cas, le cla pet 7' s'ouvre de haut en bas, il est main tenu fermé par la poussée de l'air sous pres sion dans le bac 1, pénètrant dans la boite qui contient ce clapet 9', par des orifices 33. Lorsque le flotteur 15 vient s'appuyer sur l'embase 16', celle-ci le retient jusqu'à ce que le niveau s'abaisse suffisamment pour qu'il agisse par son propre poids en décollant brusquement le clapet 7'. La fermeture du clapet 7' se produit lorsque le flotteur, en remontant, vient agir sur l'embase 16.
Un robinet à flotteur est prévu pour as surer l'alimentation automatique en eau du bac pulseur, afin de compenser les pertes; il est complété par un clapet automatique de retenue fonctionnant lorsque, fortuitement, la pression dans la conduite d'alimentation de vient inférieure à la pression dans le bac pulseur. Ce clapet est en caoutchouc, seule matière ayant donné des résultats satisfai sants, mais qui ne peut être soumise au contact de l'eau chaude. On a donc recours à la disposition montrée fig. 10 et 11.
Le flotteur 34 (fig. 10 et 11) est monté sur une tige coudée 35 le long de laquelle il est réglé en position à l'aide de l', vis de blocage 36; la branche horizontale de cette tige 35 est disposée dans un tube 37 abou tissant au fond du puits 38 placé à la partie inférieure du bac pulseur 1 et au fond du quel ne se manifestent pas les remous pro duits dans la masse liquide au moment des pulsions. Le flotteur 34 oscille autour de l'axe de la branche horizontale de la tige 35 et cette dernière commande le robinet 39-; l'eau de la conduite sous pression arrive en 40, et le clapet de retenue est disposé par exemple en 41.
Grâce à la différence de densité entre l'eau la plus froide et l'eau chaude, et les précautions prises contre les brassages dfis aux remous, le clapet 41 est toujours en contact d'eau suffisamment froide pour fonctionner normalement.
On peut mettre en aeuvre le procédé de chauffage en employant une chaudière d'un type connu dans les installations actuelles qui diffèrent totalement du principe de la, présente invention.
Le schéma (fig. 12) montre une première forme d'installation de ce genre. La chaudière 17 communique directement, par la conduite 42, avec le réservoir d'expansion 2 ouvert à l'air libre. Ce dernier communique avec le bac pulseur 1 à travers la conduite de des cente 4 pourvue en 5 d'un clapet de retenue. Bien entendu, le bac pulseur 1 est pourvu du dispositif de distribution automatique d'air comprimé décrit plus haut.
A chaque pulsion, l'air comprimé chasse l'eau chaude du bac pulseur à travers le fais ceau d'utilisation 18" dans lequel elle cède ses calories; l'eau refroidie fait retour à la chaudière 17 par la conduite 43 et s'élève après réchauffage dans le réservoir d'expansion 2.
Lorsque l'eau du bac pulseur est en grande partie retournée à la chaudière et au réser voir 2, après avoir traversé le faisceau d'uti lisation, le flotteur du bac pulsëur atteignant sa position inférieure extrême ouvre l'échap pement d'air comprimé 26, l'eau chaude du réservoir 2 descend dans le bac pulseur 1, et le cycle de circulation se poursuit comme déjà expliqué. Si l'on utilise l'installation à grande allure de chauffe, il est possible que l'évaporation dans le réservoir d'expansion 2 soit intense et de plus, lorsque l'eau est à température élevée,
l'air évacué du bac pulseur 1 pendant le remplissage de ce dernier entraîne une certaine quantité de vapeur d'eau.
La fig. 13 représente schématiquement une installation permettant d'obvier à ces inconvénients. Le réservoir d'expansion 2 ne communique avec l'atmosphère que par la section réduite de la tubulure 44 et reçoit à sa partie supérieure, au-dessus du niveau maximum qu'y atteint l'eau provenant de la chaudière 17, un faisceau de condensation 45 dans lequel circule l'eau refroidie prove nant des radiateurs, et retournant à la chau dière par la conduite 43. La vapeur d'eau est ainsi condensée et cède une partie de ses calories à l'eau qui retourne à la chau dière.
La conduite d'échappement d'air 26 vient également aboutir en 26' sous le fais ceau condenseur 45 oir se condense la va peur entraînée hors du bac pulseur.
La fig. 14 schématise une troisième forme de réalisation.
L'eau refroidie provenant des radiateurs 18" se rend directement au réservoir d'ex pansion 2, après avoir servi, comme dans l'exemple de la fig. 2, à condenser les va peurs s'élevant dans ledit réservoir. D'ailleurs, on remarquera que l'eau du réservoir 2 étant refroidie ne s'évapore pratiquement plus. Quand se produit l'échappement de l'air lors du bac pulseur, ce dernier se remplit direc tement d'eau chaude venant de la chaudière 17, cette eau étant remplacée dans la chau dière par l'eau froide du réservoir d'expansion 1 qui s'écoule par la conduite 42.
Le clapet 46 disposé à la partie inférieure du réservoir d'expansion 2 sur la conduite 42' détermine le sens de cette circulation en combinaison avec le clapet de retenue 5 déjà décrit, et, si l'eau de la chaudière entre en ébullition, la vapeur soulève le clapet 46 et vient se condenser à la partie supérieure du réservoir d'expansion 2, comme expliqué précédem ment.
Pour assurer la circulation de l'eau à une température dépassant 100 degrés, on petit employer l'installation montrée par la fig. <B>15.</B> Dans ce cas, la chaudière employée est une chaudière à vapeur<B>177,</B> conforme aux règle ments de police, c'est-à-dire dont la pression ne petit dépasser 300 grammes grâce au tube 42 formant colonne manométrique ou verte à l'air libre en 42'.
L''échappenient du bac pulseur 1, pourvu de son flotteur comme expliqué précédem ment, s'effectue par la conduite 26 à la partie inférieure d'un réservoir d'expansion 2 dis posé à l'extrémité supérieure de la colonne 42; le faisceau d'utilisation 18" est interposé sur la conduite 43 qui débouche à la partie supérieure du réservoir 2.
Un organe de réglage 47 est interposé sur la conduite d'échappement d'air comprimé 26 et permet de régler la vitesse d'évacua tion de cet air comprimé dans le but qui sera exposé. plus loin. Le réservoir 2 est pourvu de chicanes .18 disposées horizontalement et affectant la forme de cuvettes susceptibles de retenir constamment une certaine quantité d'eau cri nappes princes.
Si l'on suppose le pulseur 1 plein d'eau chaude, la poussée de l'air comprimé prove nant de la conduite 6 chasse cette eau à travers le faisceau d'utilisation 18" et la conduite 43 par laquelle elle se déverse dans le bac 2, la colonne 42 et la chaudière 17. Lorsque le niveau de l'eau dans le pulseur est suffisamment bas, le flotteur entre en jeu pour ouvrir la conduite d'échappement 26 à travers laquelle s'écoule un mélange d'air et de vapeur; cette dernière lèche les chicanes 48 supportant des nappes d'eau froide et se condense avant d'aboutir au tube 42' par lequel ne s'échappe que de l'air.
Le rôle du robinet-frein 47 est le sui vant: Lorsque l'air comprimé s'échappe par la conduite 26 hors du bac pulseur 1, si la pression dans ce dernier baisse trop rapide ment, l'eau, qui demeure à sa partie inférieure et qui est échauffée au-dessus de 100 degrés,
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entre <SEP> en <SEP> ébullition <SEP> avec <SEP> violent <SEP> dégagement
<tb> de <SEP> vapeur.
<SEP> Pour <SEP> remédier <SEP> à <SEP> cet <SEP> inconvénient,
<tb> il <SEP> suffit <SEP> d"étrangler <SEP> assez <SEP> la <SEP> conduite <SEP> 26 <SEP> au
<tb> moyen <SEP> du <SEP> robinet-frein <SEP> 47 <SEP> pour <SEP> que <SEP> l'eau <SEP> de
<tb> la <SEP> chaudière <SEP> qui <SEP> soulève <SEP> le <SEP> clapet <SEP> 5 <SEP> s'écoule dans le pulseur avec un débit suffisant pour rétablir à chaque instant une pression assez voisine de la pression primitive, sans cepen dant s'opposer au léger retour en arrière de l'eau du faisceau d'utilisation.
Le mélange air et vapeur qui s'échappe par la conduite 26 est d'autant moins riche en vapeur que la pression dans le bac pulseur au moment de l'échappement s'est moins abaissée au- dessous de la pression d'expulsion d'eau à la phase précédente.
Central heating process and installation for its implementation. In the currently known central heating devices, the circulation of hot water is ensured either by thermosiphon or by the so-called "accelerated circulation" process.
The thermosiphon process requires very large diameter piping that must pass under the parquet floors. The so-called "accelerated circulation" process allows the use of pipes with smaller sections.
But these two processes use either the bubbling of steam in a hot water column, or the partial vacuum produced in a call-up vessel by condensation of the water vapor which previously filled it.
It must therefore necessarily circulate in the water pipes at high temperature and the energy available to convey hot water is always reduced. As a result, in central heating devices applying one or the other of the two aforementioned methods, the pipes must not slow down the flow of water and, to do this; must have large sections; any reverse slope and any speed bumps where air pockets can form must also be carefully avoided.
The present invention overcomes all the aforementioned drawbacks; it relates to a central heating process characterized in that the circulation of hot water is ensured at the desired speed by means of compressed air.
This process provides the following advantages: 1 Circulation of water at any desired temperature.
2 The pipes can be extremely small in diameter.
3 The pipes are installed without having to take into account the slopes or speed bumps.
4 Pipes can be made of soft metal tubes, their rigidity not being necessary.
5 The boiler can be placed at any point, below the pipe and even at a great distance from it. The appended drawings represent, by way of examples, various embodiments of heating installations and their accessories, - allowing the implementation of the method which is the subject of the invention.
Fig. 1 is an overall diagram of a first form of installation operating with compressed air; Fig. 2 is a detail view, on a larger scale, of the automatic compressed air intake valve.
Fig. 3 is a diagram showing the positive circulating water reheating device; Fig. 4 shows an overall view of the apparatus operating according to the diagrams of FIGS. 1 and 3; Fig. 5 is a vertical section of an automatic compressed air inlet regulator; Fig. 6 schematically shows a variant of the compressed air distribution device applicable to small installations;
Fig. 7 shows schematically in elevation, with partial vertical sections, an alternative embodiment of the device for mechanical control of the air exhaust valve by a float of the expansion tank open to the air; Fig. 8 is a plan view, with partial horizontal section, corresponding <B> il </B> to FIG. 1;
Fig. 9 shows in vertical section an alternative embodiment of the mechanical control device of the air exhaust valve using a float obeying the level of the water in the blower tank; Fig. 10 is a vertical section showing schematically an automatic cold water supply device; The fig.ll is a cross section corresponding to fig. 10; Figs. 12 to 14 respectively show, in diagram form, a variant of <B> heating, </B> installation allowing the use of any boiler;
Fig. 15 is a diagram of an installation permitting the circulation of water at a temperature above 100 degrees. In the embodiments (fig. 1 ir (J the installation comprises (fig. 1) a sealed tank 1 communicating freely via the use beam 3 with an expansion tank 2 placed at the highest point of the installation and open to the air.
This bundle 3 includes the radiators and the heating tubes, arranged in a rare appropriate heat source.
The reservoirs 1 and 2 also communicate with each other through the pipe 4 with a large section, provided with a check valve 5 which opens only in the direction of communication between 2 and 1.
The compressed air supply to the tank (see 1) is made via line 6, on which is interposed an automatically controlled valve 7: communication between tank 1 and the atmosphere is carried out via line 6 'provided with a valve also for automatic control.
These two valves 7 and 7 'are alternated and automatically controlled as follows: The rod 8 (fig. 2) is connected to a soft iron plunger core 9 forming the movable armature of an electro coil. magnet 10 of which the direction of the current which traverses its winding is such that when it is in circuit, the valve 7 is pressed on its seat with spherical bearing It thus cutting off the communication between the source of compressed air and the tank 1;
when the electrical circuit supplying the coil 10 is broken, the compressed air lifts the valve 7 and enters the tank 1.
The valve 7 'is made identically, but it is kept closed by the thrust of the compressed air contained in the tank 1; the closing of the circuit of the coil 10 'ensures its opening., the coils 10 and 10' are connected in bypass on the single circuit 10 ". Each of the valves is enclosed in a sealed box 11 'comprising the inputs and outputs 12 of the electric circuit leading to the electro-magnet coils.
The <B> 8 </B> rod is guided in 8 'and the
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<tb> a @; uréc <SEP> by <SEP> the <SEP> closing <SEP> or <SEP> the <SEP> breaking <SEP> of the
<tb> <SEP> supply circuit <SEP> for the <SEP> coils <SEP> 10 <SEP> and <SEP> 10 '.
A switch 13 is controlled by the rod 141st along which moves the float 15 coming, depending on the height of the water level in the tank 2, to act on the base 16 or the base 16 '. When the level rises in the tank 2, the float comes to attack the base 16 to close the circuit of the coil 10 and, consequently, cut off all communication between the compressed air source and the tank 1; at the same time, the circuit of the coil 10 'is closed and the valve 7' opens tending to establish the pressure equilibrium between the tank 1 and the atmosphere.
Under a certain value of this pressure, depending on the difference between the respective levels of water in tanks 2 and 1, the valve 5 is raised and the tank 2 empties cry filling the tank 1 until the float 15, acting on the base 16 'cuts the circuit in the coils 10 and 10' to open the valve 7 and close the valve 7 '.
The compressed air enters the tank 1 again, the valve 5 closes and the tank 2 is filled or, in other words, the water is transferred from the tank 1 to the tank 2, through the bundle 3 is carried out until the float 15 reaches the base 16 to allow the cycle to continue, as explained previously.
The key speed of water circulation in the bundle 3 is determined by the pressure of the compressed air; to determine the setting, it suffices to mount an adjustable pressure reducer on the bypass 6 coming from the main compressed air supply line.
In the case of small installations conveying only a small quantity of water, the distribution device illustrated in FIG. 6. The reservoir 1 is in permanent communication with the source of compressed air through an orifice of very small section. The valve 7 'for evacuation in the atmosphere is arranged above the rod 14 controlled by the float 15 of the tank 2. When this float raises the rod 14, the valve 7 opens and the rod 14 is retained during the descent of the float by means of two springs 14 'which engage in a constriction 14 ", the valve 7' is kept open until the float, acting by its weight on the base 16 'releases the rod and returns it to its initial position.
This eliminates the valve 7 interposed on the pipe 6 which brings the compressed air to the tank 1. The permanently open air inlet port being very small, compared to the discharge port in the atmosphere, the operation of the water circulation cycle is established and continues without inconvenience as explained above.
Fig. 3 shows the application diagram of the device which has just been described, to a central heating installation.
The heat source which can be a boiler of any known type is shown cry 17. The bundle 3 coming from the tank 1 leads the water to be heated in coils 18, immersed for example in water or hot gases from the source 17. ; the hot water passes through the radiators 18 "placed in a first series of apartments, heats up again at 17 and after passing through the radiators 18 'arrives at the tank 2. The reheating can be repeated as many times as one The desire is without appreciable increase in the expenditure of compressed air.
In practice, the whole of the fireplace and the tanks 1 and 2 are placed in the same frame (fig. 4);. The tank 1 is placed at the bottom under the ashtray, which reheats the compressed air. and, consequently, an economy of this fluid. The duct 19 for evacuating the fumes from the fireplace ends in a box. flue gas 20 above which is placed the <B> 1 </B> float tank <B> 15. </B> The outlets and return to the heating tubes of bundle 3 can be placed on the 'one of the sides of the frame at 21, for example. We see that with this dis position, the calories fout-nie by the hearth 17 are used to the maximum.
The supply of compressed air into the valve box 7 depends on an automatic expansion or vapor pressure regulator, which does not admit the compressed air into the valve box 7, and therefore into the tank 1 only when the temperature of the water which is to be circulated reaches a value determined at will.
Fig. 5 shows an embodiment of an expansion regulator; the rod 22 is immersed in the water of one of the heaters 18 arranged in the hearth 17, and, for a determined temperature, it extends until the valve 23 is lifted making the pipe 6 communicate with 6 'in relation with compressed air by regulator or directly.
If the boiler goes out for example, the valve 23 cuts off the compressed air supply and the water circulation stops to resume again as soon as the water temperature reaches a value determined by the initial position of the rod 22 relative to the valve \? 3.
If the compressed air is momentarily lacking, the boiler can supply neighboring radiators using the thermo-siplron circulation method.
The valve control can be entirely mechanical (fig. 7 to 9).
In fig. 7, the air exhaust valve 7 'is controlled by the float of the expansion tank 2. The rod 14 along which the said float slides passes through the cover 24 of the tank 2 and ends at its upper part by a rod 25 integral with the valve 7 ', arranged in a sealed box provided with a conduit 6' for communication with the air capacity of the blower tank and orifices 26 for discharging air into the atmosphere.
The rod 14 moves along its vertical axis between three balls 27 arranged at the end of barrels 28 fixed by tabs 29 on the cover 24 and enclosing the springs 30 acting to drive the balls 27 towards the axis of the rod 14; the tension of the springs 30 is adjusted by means of the screws 31 and the end of the barrels or tubes 28 is slightly narrowed in order to achieve a stop limiting the extreme position of the balls 27.
Normally, the three balls 27 are pressed on the rod 14 which keeps them slightly pushed back inside the barrels 28. In this position, although subjected to this triple thrust, the rod experiences only a weak resistance to following sliding. its vertical axis since the balls can roll between the rod and their spring 30.
If a circular groove made on the rod is at the level of the horizontal plane containing the three balls, the latter, obeying their springs, enter this groove by locking the rod that can overcome only a force greater than the total thrust. exerted by the three springs 30, augrrrentée of the thrust exerted by the air of the blower tank on the valve 7 '.
The rod 14 has two corresponding grooves 32 and 32 ′, one in the opening position of the valve 7 ′ and the other in its closed position.
The valve 7 '(Fig. 7) being in the closed position, the groove 32' engages with the balls 27; when the float rises at the same time as the level of the water in the tank see 2, it acts on the upper base 16 of the rod 14 that it cannot lift, because the tension of the springs 30 has been suitably regulated for this purpose; the float is therefore more or less submerged by the water, the level of which continues to rise until the hydraulic thrust which requests it from the bottom up can overcome the total force represented by the air thrust on the valve 7 'and the tension of the three springs 30;
at this time, the rod 14 is lifted suddenly, because as soon as the groove 32 'has lost contact with the balls, the latter no longer oppose the sliding of the rod 14 which frankly takes off the valve 7' and lifts it up to that the
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<tb> of <SEP> the <SEP> rod <SEP> 14 <SEP> on <SEP> which <SEP> it <SEP> rests <SEP> and <SEP> that it drives down sharply when the level <B> of </B> the water is lowered enough for it to act by its own weight and closes the valve 7 'by bringing the groove 31' in engagement with the balls 27.
It can be seen that with this arrangement, the lifting of the valve and its closing are obtained suddenly by making any equilibrium position of this valve impossible for which the orifice for exhausting air into the atmosphere would not present a clearly flow rate. greater than that of the source which supplies the blower tank.
-Fig. 9 shows a device for controlling the valve 7 'by a float 15 contained in the blower tank 1. In this case, the pet valve 7' opens from top to bottom, it is held closed by the thrust of the valve. air under pressure in the tank 1, entering the box which contains this valve 9 ', through orifices 33. When the float 15 comes to rest on the base 16', the latter retains it until the level drops sufficiently for it to act by its own weight by abruptly taking off the valve 7 '. The closing of the valve 7 'occurs when the float, going up, acts on the base 16.
A float valve is provided to ensure the automatic water supply to the blower tank, in order to compensate for losses; it is supplemented by an automatic check valve operating when, fortuitously, the pressure in the supply pipe falls below the pressure in the blower tank. This valve is made of rubber, the only material which has given satisfactory results, but which cannot be subjected to contact with hot water. Use is therefore made of the arrangement shown in FIG. 10 and 11.
The float 34 (fig. 10 and 11) is mounted on a bent rod 35 along which it is adjusted in position by means of the locking screw 36; the horizontal branch of this rod 35 is placed in a tube 37 reaching the bottom of the well 38 placed at the lower part of the blower tank 1 and at the bottom of which the eddies produced in the liquid mass at the time of the pulses do not appear. . The float 34 oscillates around the axis of the horizontal branch of the rod 35 and the latter controls the valve 39-; the water from the pressurized pipe arrives at 40, and the check valve is arranged for example at 41.
Thanks to the difference in density between the coldest water and the hot water, and the precautions taken against stirring up against the backwaters, the valve 41 is always in contact with water cold enough to operate normally.
The heating process can be carried out by employing a boiler of a type known in current installations which completely differ from the principle of the present invention.
The diagram (fig. 12) shows a first form of installation of this kind. The boiler 17 communicates directly, via line 42, with the expansion tank 2 open to the air. The latter communicates with the blower tank 1 through the cente pipe 4 provided at 5 with a check valve. Of course, the blower tank 1 is provided with the automatic compressed air distribution device described above.
At each pulse, the compressed air drives the hot water out of the blower tank through the 18 "user beam in which it transfers its calories; the cooled water returns to the boiler 17 through line 43 and s' pupil after reheating in the expansion tank 2.
When the water from the blower tank has largely returned to the boiler and to the tank see 2, after having passed through the use beam, the float of the pulser tank reaching its extreme lower position opens the compressed air exhaust 26, the hot water from the tank 2 goes down into the blower tank 1, and the circulation cycle continues as already explained. If the high-speed heating system is used, it is possible that the evaporation in the expansion tank 2 is intense and moreover, when the water is at high temperature,
the air discharged from the blower tank 1 during the filling of the latter entrains a certain quantity of water vapor.
Fig. 13 schematically shows an installation making it possible to overcome these drawbacks. The expansion tank 2 communicates with the atmosphere only through the reduced section of the pipe 44 and receives at its upper part, above the maximum level reached there by the water coming from the boiler 17, a bundle of condensation 45 in which the cooled water from the radiators circulates and returns to the boiler via line 43. The water vapor is thus condensed and yields part of its calories to the water which returns to the boiler .
The air exhaust pipe 26 also terminates at 26 'under the condenser bundle 45 oir condenses the vapor entrained outside the blower tank.
Fig. 14 schematically shows a third embodiment.
The cooled water coming from the radiators 18 "goes directly to the expansion tank 2, after having served, as in the example of fig. 2, to condense the vapors rising in said tank. , it will be noted that the water in tank 2 being cooled hardly evaporates any more.When the air escapes from the blower tank, the latter fills directly with hot water coming from the boiler 17, this water being replaced in the boiler by cold water from the expansion tank 1 which flows through line 42.
The valve 46 disposed at the lower part of the expansion tank 2 on the pipe 42 'determines the direction of this circulation in combination with the check valve 5 already described, and, if the water in the boiler comes to the boil, the steam lifts the valve 46 and condenses in the upper part of the expansion tank 2, as explained above.
To ensure the circulation of water at a temperature exceeding 100 degrees, we can use the installation shown in fig. <B> 15. </B> In this case, the boiler used is a steam boiler <B> 177, </B> conforming to police regulations, that is to say, the pressure of which does not exceed 300 grams thanks to the tube 42 forming a manometric or green column in the open air in 42 '.
The escape from the blower tank 1, provided with its float as explained previously, takes place via line 26 at the lower part of an expansion tank 2 placed at the upper end of column 42; the use beam 18 "is interposed on the pipe 43 which opens to the upper part of the tank 2.
An adjusting member 47 is interposed on the compressed air exhaust pipe 26 and makes it possible to adjust the discharge speed of this compressed air for the purpose which will be explained. further. The tank 2 is provided with .18 baffles arranged horizontally and taking the form of bowls capable of constantly retaining a certain quantity of water cry princes tablecloths.
If we assume that the blower 1 is full of hot water, the pressure of the compressed air coming from the pipe 6 drives this water through the use beam 18 "and the pipe 43 through which it flows into the pipe. tank 2, column 42 and boiler 17. When the water level in the blower is low enough, the float comes into play to open the exhaust pipe 26 through which flows a mixture of air and steam; the latter licks the baffles 48 supporting sheets of cold water and condenses before reaching the tube 42 'through which only air escapes.
The role of the brake valve 47 is as follows: When the compressed air escapes through the pipe 26 from the blower tank 1, if the pressure in the latter drops too quickly, the water, which remains at its part lower and which is heated above 100 degrees,
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between <SEP> in <SEP> boiling <SEP> with violent <SEP> <SEP> release
<tb> of <SEP> steam.
<SEP> To <SEP> remedy <SEP> to <SEP> this <SEP> drawback,
<tb> <SEP> suffices <SEP> to throttle <SEP> sufficiently <SEP> the <SEP> pipe <SEP> 26 <SEP> at
<tb> average <SEP> of <SEP> brake valve <SEP> 47 <SEP> for <SEP> than <SEP> water <SEP> of
<tb> the <SEP> boiler <SEP> which <SEP> lifts <SEP> the <SEP> valve <SEP> 5 <SEP> flows into the blower with a sufficient flow rate to restore at any time a fairly similar pressure primitive pressure, without however opposing the slight backward movement of the water from the use beam.
The air and vapor mixture which escapes through line 26 is all the less rich in vapor as the pressure in the blower tank at the time of the exhaust has fallen less below the expulsion pressure of water in the previous phase.