Appareil électrique pour chauffer de Peau. La présente invention a pour objet un appareil électrique pour chauffer de l'eau.
L'appareil suivant l'invention comporte des organes de support entre lesquels est supportée une série de tubes à eau de section aplatie distincts et espacés, ces tubes étant faits d'une matière de grande conductibilité calorifique, et fixés auxdits organes de sup port, ces derniers présentant au moins un conduit à eau communiquant avec l'intérieur des tubes et faisant communiquer ceux-ci entre eux, des éléments chauffants électri ques étant placés dans les espaces laissés en tre les tubes à eau.
Cet appareil peut être agencé pour le chauffage des maisons, par exemple, et cons truit de façon à pouvoir être substitué aux chaudières chauffées au charbon, à l'huile ou au gaz, actuellement employées.
On peut prévoir un réglage automatique du courant employé, de façon que l'eau de la chaudière peut être chauffée très rapide ment et, en fait, presque instantanément, aussitôt que le dispositif est mis en marche, par exemple en y faisant arriver le courant le matin, la régulation pouvant être telle que lorsque cet appareil est employé pour le chauffage des maisons, aussitôt que la tem pérature de la maison ou autre bâtiment à chauffer s'est élevée suffisamment, les cir cuits électriques changent automatiquement pour diminuer très notablement la charge imposée au réseau, .ce qui diminue considé rablement la quantité de courant dépensée.
De préférence, les éléments chauffants sont construits de telle sorte qu'ils peuvent facilement être enlevés en vue des remplace ments ou des réparations sans qu'il soit né cessaire de démonter l'appareil entier, celui- ci constituant un ensemble .dans lequel l'eau circule sous forme d'une nappe mince entre les éléments de chauffage électriques dont elle est électriquement isolée.
Grâce à la construction de l'appareil, la résistance offerte à la circulation de l'eau peut être réduite au minimum, de sorte que le débit de l'eau est grand, continu et ininter rompu, ce qui assure une grande capacité de travail et un chauffage rapide de l'eau dans son passage à travers l'appareil. Des moyens peuvent aussi être prévus pour empêcher la formation de poches d'air ou de poches de vapeur dans les collecteurs de l'appareil sans@toutefois réduire en aucune façon la ca pacité de travail de l'appareil.
L'agencement sus-indiqué & l'appareil permet de réduire -au minimum le coût de la fabrication, les diverses unités ou organes qui entrent dans sa construction étant établis de façon qu'ils soient plus ou moins inter changeables, que le montage de l'appareil soit plus simple et qu'on puisse remplacer facile ment les pièces brisées et usées .sans avoir recours à une main-d'aeuvre expérimentée. L'appareil peut être en outre de construction telle qu'il permette la fabrication en grande série.
De préférence, les éléments de chauffage ont une forme et des dimensions telles qu'ils remplissent sensiblement l'espace laissé entre les tubes à eau adjacents & façon à réduire au minimum, ou même supprimer à peu près complètement, l'espace d'air séparant les élé ments de chauffage des tubes, ce qui aug mente le rendement du dispositif, à la fois en ce qui concerne l'application de la chaleur à l'eau et la quantité de courant utilisée.
Les tubes peuvent être fixés,de façon dé montable, ce qui les rend accessibles pour le démontage et le remplacement, chacun d'eux étant démontable indépendamment des au tres.
L'agencement de l'appareil peut être tel que les tubes à eau à parois minces sont re liés en série, de sorte que l'eau circulant à travers l'appareil se trouve contrainte à sui vre un chemin en zigzag ou tortueux et a ainsi été parfaitement chauffée au moment où elle sort de l'appareil. Ceci est avantageux dans les installations dans lesquelles l'appa reil est employé pour produire @de l'eau chaude au lieu de chauffer l'eau d'une ins tallation de chauffage d'une habitation, en ce sens que cette disposition assure une cir culation constante de l'eau entre le réservoir et l'appareil de chauffage sous t'influence ,des changements de température.
De préférence, on fait usage d'une régulation thermostatique de façon à couper le circuit électrique de l'appareil dès que la température de l'eau a atteint un point prédéterminé.
Des formes d'exécution de l'objet de l'in vention sont représentées, à titre d'exemple, au dessin annexé, dans lequel: Fig. 1 représente schématiquement une installation de chauffage comportant un appa reil de chauffage, dont la construction n'est pas représentée sur cette figure; Fig. 2 est une coupe verticale d'un appa reil à chauffer l'eau; Fig. 3 est une coupe verticale suivant 3--3, fig. 2; Fig. 4 est une coupe horizontale suivant 4--4, fig. 2;
Fig. 5 est un détail 4'un dispositif de connexion employé pour connecter les élé ments chauffants électriques les uns aux au tres; Fig. 6 est une coupe suivant 6-6, fia'. 5; Fig. 7 est une vue en perspective d'un or gane calorifuge prévu à la partie supérieure et à, la partie inférieure de la construction de fig. 2; Fig. 8 est un schéma de montage :destiné à être appliqué en combinaison avec l'appa reil -de chauffage; Fig. 9 montre une autre forme d'exécu tion de l'appareil, en vue de son adaptation, au chauffage de l'eau plutôt qu'au chauffage des habitations;
Fig. 10 est une coupe verticale de l'appa reil de fig. 9; Fig. 11 est une coupe suivant 11-11, fig. 10; Fig. 12 est une coupe suivant 12-12, fig. 10.
Dans les fia-. 1 à 8 inclus, 1 désigne un appareil de chauffage, 2 désigne des radia teurs reliés en parallèle à cet appareil, l'ins tallation étant particulièrement appropriée, ainsi qu'il a été dit plus haut, au chauffage des habitations et bâtiments, par opposition au simple chauffage de l'eau dans un réser voir.
On se réfèrera plus particulièrement à la fig. 2. Dans cette figure, 4 et 5 désignent des supports établis comme collecteurs hori zontaux situés respectivement à, la partie su périeure et à la partie inférieure de l'appa reil. Le collecteur supérieur 4 est muni d'un tuyau de sortie 6 relié à la colonne montante de l'installation de chauffage de fig. 1, tan dis que le collecteur inférieur 5 -est muni d'un tuyau d'admission 7 relié à l'autre côté de la tuyauterie à eau, comme représenté sur le schéma de fi-. 1.
Bien entendu, en fonction nement, l'installation sera remplie d'eau avant la mise en marche et l'eau circulera, sous l'influence des variations de tempéra ture, à travers l'appareil -de fig. 2, les colon nes 6 et 7 et les radiateurs 2.
Les collecteurs 4 ,et 5 sont constitués cha cun par une pièce creuse, de sorte qu'ils peu vent être fabriqués à bon marché, installés rapidement et facilement démontés en vue de la visite, des réparations ou des remplace ments lorsque cela est nécessaire. Chaque collecteur présente une paroi externe incli née 8 constituant un conduit à eau de section progressivement variable. L'inclinaison @de la paroi externe du collecteur supérieur 4 a lieu vers le bas à partir du conduit de sortie 6, tandis que la paroi externe du collecteur in férieur 5 est inclinée vers le haut à partir du conduit d'entrée 7.
Entre ces collecteurs, qui sont parallèles, sont intercalés une série de tubes à eau 9 aplatis, espacés, verticaux, ces tubes ayant tous la même longueur, -de façon qu'ils soient interchangeable:, dans le but -de diminuer le coût de la fabrication et du montage. Ces tubes sont faits de toute matière convenable de conductibilité calorifique élevée, par exemple en cuivre, et leurs parois sont pré- férablement minces, l'épaisseur combinée des parois opposées de chacun d'eux étant ap proximativement égale à l'épaisseur de la nappe d'eau qui y circule.
Chaque tube est muni d'une bride annulaire 10, 11 à ses ex trémités, les brides -des divers tubes .se tou- chant, comme on le voit sur la fig: 2 quand les tubes sont en place. La paroi interne ou horizontale,de chaque collecteur présente des lumières 12 s'étendant transversalement par rapport au collecteur et situées aux extré mités des tubes à eau. Ces lumières sont es pacées de façon à constituer dans le collec teur une fente disposée en regard de l'extré mité de chaque tube à eau, tandis que la par tie pleine -des collecteurs, située entre ces lu mières, recouvre les joints entre les brides adjacentes ,des tubes à eau.
Comme les col lecteurs 4 et 5 présentent des conduits à eau qui s'étendent sur toute leur longueur, on voit que lorsque l'appareil est assemblé, les tubes à eau 9 sont reliés en parallèle, de sorte que l'eau pénétrant dans l'appareil par le tuyau 7 peut monter par tous les tubes à eau dans le collecteur supérieur et sortir de celui- ci par le tuyau,de sortie 6. Les conduits des collecteurs sont proportionnés -de façon à per mettre une circulation ininterrompue à tra vers les tubes à eau.
Toutefois, en variant la section -de ces collecteurs, c'est-à-dire en mu nissant ceux-ci de parois inclinées 8, on évite la formation de poches @de vapeur ou d'air dans lesdits collecteurs, ainsi que l'éta blissement, qui en résulterait, d'une pression susceptible de devenir dangereuse.
Les collecteurs sont munis d'une série de bossages 14 venus,de fonte avec eux et ayant tous la même hauteur, ces bossages étant dis posés le long de l'axe central longitudinal de chaque collecteur et étant prolongés à l'exté rieur à travers la paroi inclinée du collec teur. Comme Ces bossages ont tous la même hauteur, les boulons 15, par lesquels les tubes sont maintenus en place (fig. 2), peu vent être tous de la même longueur, ce qui facilite la, fabrication ainsi que le montage.
Il ressort de fig. 2 que l'un des boulons 15 descendant à travers un des bossages pénètre dans la bride d'un tube à eau, tandis que l'autre boulon traversant le même bossage pénètre dans la bride du tube adjacent. En addition aux boulons 15, chaque tube est bou lonné sur les collecteurs par deux autres boulons 16 passant à travers des rebords laté- Taux :des collecteurs et pénétrant dans les brides supérieure et inférieure du tube. Le made d'attache des tubes à eau sur les col lecteurs est le même aux deux extrémités,des tubes.
Si un tube fuit, ou si l'on .désire enlever un tube pour quelque autre raison, on peut le faire aisément en enlevant simplement les boulons 15 et 16 qui le maintiennent en place, le tube en question pouvant alors être enlevé en bloc et réparé ou remplacé, suivant le cas.<B>Il</B> va de soi également que l'enlève ment des collecteurs 4 et 5 est une opération simple.
Pour chauffer l'eau passant dans des tu bes, les éléments chauffants 18 sont fixés de façon démontable entre les tubes à eau con sécutifs. Chaque élément comprend un corps 19, qui peut être en corindon par exemple, et qui présente une fente hélicoïdale 20 des tinée à recevoir un fil ou ruban de résistance électrique 21, les fentes 20 ayant une pro fondeur telle que lorsque le ruban de résis tance 21 a été enroulé autour du corps, il est situé ;en deçà ou à. l'intérieur de la surface dudit corps.
La fente qui subsiste au-dessus de la face externe du ruban est remplie de conrindon, par exemple, comme indiqué en 22, pour constituer un élément chauffant prismatique, ou en forme de brique, dans le quel est noyé un fil ou ruban -de résistance électrique. Le corindon est préféré dans cette construction parce qu'il constitue un diélec trique excellent et qu'il conserve aussi la chaleur pendant un temps très long, de sorte que le corps reste chaud pendant une longue période de temps après que le courant pas sant dans les résistances 21 a été coupé, et maintient l'eau circulant dans les tubes à, eau à l'état chaud.
Les éléments chauffanss sont proportionnés de façon à s'adapter exactement à lespace séparant les tubes ad jacents et à remplir sensiblement ledit espace. Ceci est avantageux parce que l'espace d'air séparant l'élément chauffant du métal (les tubes à eau est ainsi réduit au min:nium, ainsi qu'il est désirable pour un fonctionne ment efficace. Toutefois, on voit que les lu- bans de résistance 21 sont parfaitement iso lés électriquement des tubes à eau, et par conséquent de l'eau passant dans les tulles, ce qui supprime la possibilité de court circuits à travers l'eau.
Le long d'un des côtés de .l'appareil, on dispose, .en contact avec le bord antérieur de chacun des tubes à eau et de façon qu'elle s'adapte exactement entre les faces internes des brides de ces tubes, une feuille ou plaque démontable 25 en matière calorifuge et dié lectrique telle que l'amiante. De l'autre côté de l'appareil est disposée une feuille analo gue 26. Ces deux feuilles forment à l'exté rieur des tubes et éléments chauffants des surfaces avant et arrière plates et lisses.
En travers des extrémités de l'appareil une feuille 27, d'amiante ou autre matière calorifuge et diélectrique convenable, est dis posée exactement contre les côtés des tubes à eau extrêmes, entre les brides prévues aux extrémités de ces tubes.
Les tubes à eau et les éléments chauf fants sont ainsi enveloppés le long des côtés et des extrémités par une enveloppe diélec trique et calorifuge, de sorte que la chaleur (les éléments chauffants est non seulement confinée, mais cette chaleur est appliquée très efficacement à l'eau passant dans les tubes en raison du contact immédiat entre les éléments chauffants et les tubes.
Les conducteurs 21 de l'élément chauf fant peuvent, ainsi qu'il sera expliqué plus loin, être reliés en série, en parallèle ou en série-parallèle, les dispositifs de connexion étant représentés en 28 et 29 sur la fig: 4, les fig. 5 et 6 montrant ces dispositifs en détail.
Chaque dispositif de connexion comprend deux pièces de porcelaine 30 encastrées dans la plaque 25 et espacées l'une de l'autre, cha cune d'elles présentant une creusure 31 des tinée à recevoir un petit bloc isolant 32, qui peut également être en porcelaine, par exem ple. La face antérieure du bloc 32 est évidée en 33. Contre la face antérieure des pièces 30 est appliqué un petit bloc de porcelaine rectangulaire 34 évidé pour recevoir les piè- ces 30 et fixé à ces pièces par des boulons 36.
La pièce 34 présente une creusure 37 placée @en regard de la creusure 33, ces deux creusures constituant une ouverture destinée à recevoir une borne ou dispositif de con nexion proprement dit. Les conducteurs des éléments chauffants adjacents sont conduits à travers une fente prévue à cet effet dans les isolateurs de porcelaine 30, puis sont -di rigés l'un vers l'autre en travers des extré mités desdits isolateurs, leurs extrémités étant réunies dans l'ouverture prévue par les creusures 33 et 37, lesdites extrémités étant alors serrées l'une sur l'autre par deux pla ques 39 fixées l'une à l'autre par des vis 41. Le -bloc 34 peut alors être fixé en position.
Le dispositif entier représenté en coupe sur la fig. 6 peut être considéré comme un dis positif de connexion servant à assujettir l'une à l'autre les extrémités adjacentes des élé- ments chauffants adjacents.
Les blocs isolants 34 sont encastrés dans la face arrière d'une dalle 42 de ciment- amiante par exemple, s'étendant en travers de l'appareil de haut en bas et d'une extré mité à l'autre comme indiqué sur les fig. 3 et 4. Pour établir les connexions entre les éléments chauffants adjacents, il suffit d'en lever la plaque 42, .de retirer les boulons 36 et d'enlever le bloc 34. On peut alors avoir accès aux plaques de serrage 39 pour établir ou supprimer une connexion.
Aux extrémités de l'appareil sont. situées des plaques métalliques nervurées 44 qui re posent contre les plaques isolantes 27 prévues aux extrémités. A l'extérieur de ces plaques sont disposées des plaques en -diélectrique 46 qui sont découpées de façon à reposer exac tement contre les plaques métalliques 44 et contre les extrémités des collecteurs.
Au sommet de l'appareil reposent sur la paroi inclinée externe 8 du collecteur 4 deux pièces démontables 48 en forme de coin, et des pièces analogues reposent à la partie in férieure de l'appareil contre la paroi inclinée du collecteur inférieur 5, ces quatre pièces en forme de coin servant à remplir l'espace existant au-dessus du collecteur supérieur et au-dessous du collecteur inférieur par suite de l'inclinaison ,des parois 8, de telle sorte qu'on obtient un tout de contour rectangu laire (fig. 3), lesdites pièces 48 s'élevant jus qu'au sommet des collecteurs et s'étendant jusqu'aux extrémités des bossages ou colon nes 14.
Le tout est renfermé dans une enveloppe métallique en plusieurs pièces 50. Sur le côté avant de cette enveloppe est assujettie une boîte de connexion 51 dans laquelle aboutis sent les extrémités des conducteurs extrêmes 21 reliés aux conducteurs 52 qui sont reliés par un câble armé à une boîte à interrupteur 43. Le dispositif de connexion des conduc teurs extrêmes comprend un tube de porce laine 54 traversant la boîte 51, la face anté rieure de l'enveloppe 50 et les plaques 42 et 25. Les conducteurs sont conduits à l'inté rieur de ce tube et à travers un isolateur de porcelaine 55 assujetti à la paroi arrière de la boîte 51. L'isolateur 55 porte des pièces de connexion convenables permettant de con necter les conducteurs 21 aux conducteurs 52.
La boîte est munie d'un couvercle 56 protégeant le mécanisme interne contre les manoeuvres de personnes non autorisées.
La boîte à interrupteur 43 contient un mécanisme interrupteur convenable permet tant d'effectuer les connexions désirées des conducteurs et des divers éléments chauf fants 21. Sur la fig. 8, on voit qu'on a prévu deux contacts fixes 57, 60 et deux bandes de contact thermostatiques 59, 58. Un interrup teur à poussoir 61 est monté sur un des deux conducteurs d'amenée de courant, dans toute position commode. Lorsque ce poussoir est ouvert et qu'il ne passe pas -de courant, le contact thermostatique 59 touche le contact fixe 57, et le contact 58 le contact fixe 60.
Lorsqu'on manoeuvre le poussoir 61, du cou rant traverse les conducteurs 21 des éléments chauffants en: parallèle pour fournir le maxi mum de chauffage, ce qui constitue le mode d'action le plus favorable "à la mise en ma@r- che. Aussitôt que la température -du bâti ment à chauffer a atteint une valeur suffi sante, le thermo-contact 59 vient automati- quement toucher le thermo-:
contact 58 qui lâche le contact fixe 60 de façon à connecter les éléments chauffants en série-parallèle. Si, pour une raison quelconque, la température venait à descendre au-dessous de celle re quise pour cette connexion, la connexion en parallèle serait automatiquement rétablie. Ce mode de régulation est idéal pour le chauf fage domestique parce qu'il permet de four nir une chaleur régulière et de maintenir une température régulière avec le minimum de consommation de courant. Bien entendu, des connexions autres que celles décrites peu vent être employées si on le désire.
Il ressort de ce qui précède que pratique ment toutes les unités entrant dans la cons truction de- l'appareil peuvent être démontées en vue des réparations ou des remplacements sans exiger l'enlèvement d'autres pièces de l'appareil. Ceci se traduit par une grande économie non seulement en ce qui concerne les réparations et-les démontages, mais aussi en ce-qui concerne le montage initial.
On voit en outre que, dans cet appareil, toutes les précautions ont été prises en vue de conserver la chaleur engendrée et de l'ap pliquer à l'eau à chauffer d'une façon aussi efficace que possible et néanmoins très sûre, ce qui non seulement réduit la .consommation de courant au minimum, mais assure la sau vegarde de l'usager.
Une autre forme d'exécution de l'appareil décrit servant au chauffage de l'eau dans un réservoir au lieu du chauffage des habita tions est représentée sur les fig. 9 à 12. Dans cet appareil, on fait usage d'une série de tu bes à eau aplatis 70 analogues aux tubes à. eau décrits plus haut, excepté que ces tubes sont disposés horizontalement, alors qu'ils étaient disposés verticalement dans l'appa reil précédemment décrit. Les extrémités de chaque tube sont munies chacune d'une bride annulaire 71 soudée au tube.
Aux extrémi- tés des tubes se trouvent des supports en forme de collecteurs verticaux 73 et 74, le premier présentant des conduits à eau 75 et le second des conduits à eau analogues 76. Les deux collecteurs sont disposés de telle sorte que tous les tubes à eau 70 sont reliés en série. Chaque collecteur est muni de bos sages 77 allant de la, paroi interne à la paroi externe du collecteur, ce qui permet de faire passer des boulons à travers les collecteurs et dans les brides 71 des tubes à eau sans qu'ils entrent en contact avec l'eau passant dans les collecteurs.
En plus de ces boulons, .des boulons 78 traversent les collecteurs et pénètrent dans les brides situées sur un des .côtés -des conduits à eau des collecteurs pour assujettir les tubes à eau aux collecteurs. Les bossages 77 constituent entre les lu mières 79 des collecteurs une matière solide qui recouvre les joints formés entre les bri des adjacentes et les tubes à eau adjacents, ce qui constitue une structure étanche.
L'eau passant dans les tubes est chauffée par des éléments chauffants électriques 80 analogues à ceux de l'appareil précédemment clécrit, chaque élément chauffant comprenant un ru ban conducteur 81 enroulé hélicoïdalement et isolé électriquement des tubes à eau par un ,diélectrique 82. Il va de soi que chacun des éléments chauffants électriques est disposé pour pouvoir être démonté indépendamment des autres et des tubes à eau. - Les conduc teurs 80 et les éléments chauffants peuvent être connectés de la même manière que celle représentée sur la fig. 8, par exemple, si on le désire.
Le collecteur 74 est muni d'une tubulure d'admission 83, tan=dis que le collecteur 73 est. muni d'une tubulure de sortie 84. Ceci permet d'introduire l'eau froide à la partie inférieure et de délivrer l'eau chaude à la partie supérieure vers laquelle elle s'élève na turellement.
A l'extérieur des collecteurs est prévue une plaque en matière calorifuge et diélectri que 85 qui s'étend du sommet à la base et d'un bout à l'autre de l'appareil. Au som met de l'appareil, près du tube à eau le plus haut 70, on dispose une plaque en matière calorifuge et diélectrique 86 et une plaque analogue est prévue à la base de l'appareil. A l'extérieur de ces deux plaques sont pré vues des plaques métalliques dont la supé- rieure est désignée par 87 et l'inférieure par 88. La plaque 87 est munie d'un rebord et est fixée aux brides des tubes à eau supé rieurs 70 par des boulons 89, la plaque in férieure étant maintenue en place d'une ma nière analogue.
L'appareil est muni exté rieurement d'une enveloppe métallique en plusieurs pièces, laquelle enveloppe peut fa cilement être démontée chaque fois qu'on désire avoir accès à l'intérieur de l'appareil.
Electric device for heating the water. The present invention relates to an electrical device for heating water.
The apparatus according to the invention comprises support members between which is supported a series of separate and spaced apart flattened section water tubes, these tubes being made of a material of great heat conductivity, and fixed to said support members, the latter having at least one water conduit communicating with the interior of the tubes and making the latter communicate with each other, electric heating elements being placed in the spaces left between the water tubes.
This apparatus can be designed for heating houses, for example, and constructed so as to be able to be substituted for boilers heated by coal, oil or gas, currently in use.
It is possible to provide for an automatic adjustment of the current employed, so that the water in the boiler can be heated very quickly and, in fact, almost instantaneously, as soon as the device is started, for example by making the current arrive there. in the morning, the regulation being able to be such that when this appliance is used for heating houses, as soon as the temperature of the house or other building to be heated has risen sufficiently, the electrical circuits change automatically to reduce the temperature very significantly. load imposed on the network, which considerably reduces the amount of current expended.
Preferably, the heating elements are so constructed that they can easily be removed for replacement or repair without the need to disassemble the entire apparatus, the apparatus constituting an assembly in which the entire apparatus. The water circulates in the form of a thin sheet between the electric heating elements from which it is electrically isolated.
Thanks to the construction of the device, the resistance offered to the water circulation can be reduced to a minimum, so that the water flow is large, continuous and uninterrupted, which ensures a large working capacity and rapid heating of the water as it passes through the apparatus. Means may also be provided to prevent the formation of air pockets or vapor pockets in the manifolds of the apparatus without however reducing in any way the working capacity of the apparatus.
The above-mentioned arrangement & the apparatus makes it possible to reduce the cost of manufacture to a minimum, the various units or organs which go into its construction being established so that they are more or less interchangeable, that the assembly of the apparatus is simpler and that broken and worn parts can be easily replaced without resorting to experienced labor. The apparatus may also be of such construction that it allows mass production.
Preferably, the heating elements are of such a shape and dimensions that they substantially fill the space left between adjacent water tubes & so as to minimize, or even almost completely eliminate, the air space. separating the heating elements from the tubes, which increases the efficiency of the device, both in terms of the application of heat to the water and the amount of current used.
The tubes can be fixed in a removable manner, which makes them accessible for disassembly and replacement, each of them being removable independently of the others.
The arrangement of the apparatus may be such that the thin-walled water tubes are connected in series, so that the water flowing through the apparatus is forced to follow a zigzag or tortuous path and has thus been perfectly heated when it leaves the device. This is advantageous in installations where the apparatus is used to produce hot water instead of heating the water of a residential heating installation, in that this arrangement ensures a constant circulation. constant circulation of water between the tank and the heater under the influence of changes in temperature.
Preferably, use is made of thermostatic regulation so as to cut the electrical circuit of the device as soon as the water temperature has reached a predetermined point.
Embodiments of the object of the invention are shown, by way of example, in the accompanying drawing, in which: FIG. 1 schematically shows a heating installation comprising a heating apparatus, the construction of which is not shown in this figure; Fig. 2 is a vertical section of an apparatus for heating water; Fig. 3 is a vertical section along 3--3, fig. 2; Fig. 4 is a horizontal section along 4--4, fig. 2;
Fig. 5 is a detail of a connection device used to connect the electric heating elements to each other; Fig. 6 is a cut along 6-6, fia '. 5; Fig. 7 is a perspective view of a heat insulating member provided at the upper part and at the lower part of the construction of FIG. 2; Fig. 8 is an assembly diagram: intended to be applied in combination with the heating apparatus; Fig. 9 shows another embodiment of the apparatus, with a view to its adaptation, to heating water rather than heating homes;
Fig. 10 is a vertical section of the apparatus of FIG. 9; Fig. 11 is a section on 11-11, FIG. 10; Fig. 12 is a section along 12-12, FIG. 10.
In the fia-. 1 to 8 inclusive, 1 designates a heating device, 2 designates radiators connected in parallel to this device, the installation being particularly suitable, as has been said above, for the heating of dwellings and buildings, for example opposition to simply heating water in a reservoir.
Reference will be made more particularly to FIG. 2. In this figure, 4 and 5 denote supports established as horizontal collectors located respectively at the upper part and at the lower part of the apparatus. The upper manifold 4 is provided with an outlet pipe 6 connected to the riser of the heating installation of FIG. 1, tan say that the lower manifold 5 -is provided with an inlet pipe 7 connected to the other side of the water pipe, as shown in the diagram of fi-. 1.
Of course, during operation, the installation will be filled with water before it is put into operation and the water will circulate, under the influence of temperature variations, through the appliance -de fig. 2, columns 6 and 7 and radiators 2.
The collectors 4, and 5 are each made up of a hollow part, so that they can be manufactured inexpensively, installed quickly and easily disassembled for inspection, repairs or replacements when necessary. Each collector has an inclined external wall 8 constituting a water pipe of progressively variable section. The inclination of the outer wall of the upper manifold 4 takes place downwards from the outlet duct 6, while the outer wall of the lower manifold 5 is inclined upwards from the inlet duct 7.
Between these collectors, which are parallel, are interposed a series of flattened, spaced, vertical water tubes 9, these tubes all having the same length, so that they are interchangeable :, with the aim of reducing the cost of manufacturing and assembly. These tubes are made of any suitable material of high heat conductivity, for example copper, and their walls are preferably thin, the combined thickness of the opposing walls of each being approximately equal to the thickness of the web. of water circulating there.
Each tube is provided with an annular flange 10, 11 at its ends, the flanges of the various tubes touching each other, as can be seen in fig: 2 when the tubes are in place. The internal or horizontal wall of each collector has openings 12 extending transversely with respect to the collector and located at the ends of the water tubes. These lights are spaced so as to constitute in the collector a slot arranged opposite the end of each water tube, while the solid part of the collectors, located between these lights, covers the joints between the tubes. adjacent flanges, water tubes.
As the neck readers 4 and 5 have water conduits which extend over their entire length, it can be seen that when the apparatus is assembled, the water tubes 9 are connected in parallel, so that the water entering the The appliance through pipe 7 can go up through all the water pipes into the upper manifold and exit it through outlet pipe 6. The pipes of the manifolds are proportioned so as to allow uninterrupted circulation through the water tubes.
However, by varying the cross section of these collectors, that is to say by providing them with inclined walls 8, the formation of vapor or air pockets in said collectors is avoided, as well as the the resulting build-up of pressure which could become dangerous.
The collectors are provided with a series of bosses 14 come, of cast iron with them and all having the same height, these bosses being arranged along the longitudinal central axis of each manifold and being extended to the outside through the inclined wall of the collector. As these bosses all have the same height, the bolts 15, by which the tubes are held in place (fig. 2), can all be of the same length, which facilitates manufacture and assembly.
It emerges from fig. 2 that one of the bolts 15 descending through one of the bosses enters the flange of a water tube, while the other bolt passing through the same boss enters the flange of the adjacent tube. In addition to the bolts 15, each tube is bolted to the manifolds by two other bolts 16 passing through the side flanges of the manifolds and entering the upper and lower flanges of the tube. The attachment of the water tubes to the neck readers is the same at both ends of the tubes.
If a tube leaks, or if one wishes to remove a tube for some other reason, this can easily be done by simply removing the bolts 15 and 16 which hold it in place, the tube in question then being able to be removed en bloc and repaired or replaced, as the case may be. <B> It </B> also goes without saying that the removal of collectors 4 and 5 is a simple operation.
To heat the water passing through the tubes, the heating elements 18 are detachably attached between the consecutive water tubes. Each element comprises a body 19, which may be made of corundum for example, and which has a helical slot 20 for receiving an electrical resistance wire or tape 21, the slots 20 having a depth such that when the resistance tape 21 has been wrapped around the body, it is located; on this side or on. inside the surface of said body.
The slit which remains above the outer face of the tape is filled with conrindon, for example, as indicated at 22, to constitute a prismatic heating element, or in the form of a brick, in which is embedded a wire or tape. electrical resistance. Corundum is preferred in this construction because it is an excellent dielectric and also retains heat for a very long time, so that the body remains hot for a long period of time after the current passes through. the resistors 21 has been cut, and maintains the water circulating in the water tubes in a hot state.
The heating elements are proportioned so as to adapt exactly to the space separating the adjacent tubes and to substantially fill said space. This is advantageous because the air space separating the heating element from the metal (the water tubes is thus reduced to a minimum, as is desirable for efficient operation. However, it is seen that the water tubes are - Resistance bands 21 are perfectly insulated electrically from the water tubes, and consequently from the water passing through the tulle, which eliminates the possibility of short circuits through the water.
Along one of the sides of the apparatus, there is placed, in contact with the front edge of each of the water tubes and so that it fits exactly between the internal faces of the flanges of these tubes, a removable sheet or plate 25 of heat-insulating and dielectric material such as asbestos. On the other side of the apparatus is arranged an analogous sheet 26. These two sheets form on the outside of the tubes and heating elements flat and smooth front and rear surfaces.
Across the ends of the apparatus a sheet 27, of asbestos or other suitable heat-insulating and dielectric material, is placed exactly against the sides of the end water tubes, between the flanges provided at the ends of these tubes.
The water tubes and the heating elements are thus enveloped along the sides and the ends by a dielectric and heat-insulating jacket, so that the heat (the heating elements is not only confined, but this heat is applied very efficiently to the heat. water passing through the tubes due to the immediate contact between the heating elements and the tubes.
The conductors 21 of the heating element can, as will be explained later, be connected in series, in parallel or in series-parallel, the connection devices being shown at 28 and 29 in FIG. 4, fig. 5 and 6 showing these devices in detail.
Each connection device comprises two pieces of porcelain 30 embedded in the plate 25 and spaced apart from each other, each of them having a recess 31 of the tines to receive a small insulating block 32, which can also be porcelain. , for example. The anterior face of the block 32 is recessed at 33. Against the anterior face of the pieces 30 is applied a small rectangular porcelain block 34 hollowed out to receive the pieces 30 and fixed to these pieces by bolts 36.
The part 34 has a recess 37 placed facing the recess 33, these two recesses constituting an opening intended to receive a terminal or connection device proper. The conductors of the adjacent heating elements are conducted through a slot provided for this purpose in the porcelain insulators 30, then are routed towards each other across the ends of said insulators, their ends being united in the opening provided by recesses 33 and 37, said ends then being clamped to one another by two plates 39 fixed to each other by screws 41. -block 34 can then be fixed in position.
The entire device shown in section in FIG. 6 can be viewed as a connecting device for securing adjacent ends of adjacent heating elements to each other.
The insulating blocks 34 are embedded in the rear face of a slab 42 of cement-asbestos for example, extending across the apparatus from top to bottom and from one end to the other as shown in Figs. . 3 and 4. To establish the connections between the adjacent heating elements, it suffices to lift the plate 42,. Remove the bolts 36 and remove the block 34. It is then possible to have access to the clamping plates 39 to establish or delete a connection.
At the ends of the device are. located ribbed metal plates 44 which rest against the insulating plates 27 provided at the ends. On the outside of these plates are arranged dielectric plates 46 which are cut so as to rest exactly against the metal plates 44 and against the ends of the collectors.
At the top of the apparatus rest on the outer inclined wall 8 of the manifold 4 two removable wedge-shaped pieces 48, and similar parts rest at the lower part of the apparatus against the inclined wall of the lower manifold 5, these four wedge-shaped pieces serving to fill the existing space above the upper manifold and below the lower manifold as a result of the inclination, of the walls 8, so that a rectangular outline is obtained ( Fig. 3), said pieces 48 rising to the top of the collectors and extending to the ends of the bosses or columns 14.
The whole is enclosed in a metal casing in several parts 50. On the front side of this casing is subject a connection box 51 in which ends feels the ends of the end conductors 21 connected to the conductors 52 which are connected by an armored cable to a switch box 43. The device for connecting the end conduc tors comprises a woolen porce tube 54 passing through the box 51, the front face of the casing 50 and the plates 42 and 25. The conductors are led inside of this tube and through a porcelain insulator 55 secured to the rear wall of the box 51. The insulator 55 carries suitable connection pieces making it possible to connect the conductors 21 to the conductors 52.
The box is provided with a cover 56 protecting the internal mechanism against maneuvering by unauthorized persons.
The switch box 43 contains a suitable switch mechanism so as to make the desired connections of the conductors and the various heating elements 21. In FIG. 8, it can be seen that two fixed contacts 57, 60 and two thermostatic contact strips 59, 58 are provided. A push-button switch 61 is mounted on one of the two current supply conductors, in any convenient position. When this push-button is open and there is no current flow, the thermostatic contact 59 touches the fixed contact 57, and the contact 58 the fixed contact 60.
When the push-button 61 is operated, current passes through the conductors 21 of the heating elements in: parallel to provide the maximum heating, which constitutes the most favorable mode of action "for switching on. As soon as the temperature of the building to be heated has reached a sufficient value, the thermo-contact 59 automatically touches the thermo:
contact 58 which releases the fixed contact 60 so as to connect the heating elements in series-parallel. If for some reason the temperature drops below that required for this connection, the parallel connection will automatically be re-established. This control mode is ideal for domestic heating because it allows regular heat to be supplied and a regular temperature to be maintained with minimum current consumption. Of course, connections other than those described can be used if desired.
It follows from the foregoing that practically all the units forming part of the construction of the apparatus can be disassembled for repair or replacement without requiring the removal of other parts of the apparatus. This results in a great saving not only as regards repairs and disassembly, but also as regards the initial assembly.
It can also be seen that, in this apparatus, all precautions have been taken in order to conserve the heat generated and to apply it to the water to be heated as efficiently as possible and nevertheless very safe, which not only reduces current consumption to a minimum, but ensures the safety of the user.
Another embodiment of the apparatus described for heating water in a tank instead of heating homes is shown in FIGS. 9 to 12. In this apparatus, use is made of a series of flattened water tubes 70 similar to the tubes. water described above, except that these tubes are arranged horizontally, while they were arranged vertically in the apparatus described above. The ends of each tube are each provided with an annular flange 71 welded to the tube.
At the ends of the tubes are supports in the form of vertical collectors 73 and 74, the first having water conduits 75 and the second having similar water conduits 76. The two collectors are arranged so that all the tubes in water 70 are connected in series. Each manifold is provided with bos sages 77 going from the inner wall to the outer wall of the manifold, which allows bolts to pass through the manifolds and into the flanges 71 of the water tubes without them coming into contact with the manifold. the water passing through the collectors.
In addition to these bolts, bolts 78 pass through the manifolds and enter the flanges on one side of the manifold water pipes to secure the water tubes to the manifolds. The bosses 77 constitute between the lights 79 of the collectors a solid material which covers the joints formed between the bricks of the adjacent ones and the adjacent water tubes, which constitutes a sealed structure.
The water passing through the tubes is heated by electric heating elements 80 similar to those of the previously described apparatus, each heating element comprising a conductive coil 81 helically wound and electrically insulated from the water tubes by a dielectric 82. It It goes without saying that each of the electric heating elements is arranged so as to be able to be dismantled independently of the others and of the water tubes. - The conductors 80 and the heating elements can be connected in the same way as that shown in fig. 8, for example, if desired.
The manifold 74 is provided with an intake manifold 83, tan = say that the manifold 73 is. provided with an outlet pipe 84. This makes it possible to introduce cold water to the lower part and to deliver hot water to the upper part towards which it naturally rises.
On the outside of the collectors is provided a plate of heat-insulating and dielectric material 85 which extends from the top to the base and from one end of the apparatus to the other. At the top of the apparatus, near the highest water tube 70, there is a plate of heat-insulating and dielectric material 86 and a similar plate is provided at the base of the apparatus. On the outside of these two plates are provided metal plates, the upper part of which is designated by 87 and the lower by 88. Plate 87 is provided with a rim and is fixed to the flanges of the upper water tubes. 70 by bolts 89, the lower plate being held in place in a similar manner.
The apparatus is provided on the outside with a metal casing in several parts, which casing can easily be dismantled each time it is desired to have access to the interior of the apparatus.