<B>Appareil de production d'eau chaude</B> instantanée La présente invention concerne un appareil de production d'eau chaude instantanée, dans lequel l'arrivée de gaz au brûleur est condi- donnée par l'écoulement de l'eau, appareil comportant pour lé contrôle de l'arrivée de gaz au brûleur un clapet solidaire d'un organe sou mis à la pression de l'eau, appareil caractérisé en ce qu'il comprend une butée réglable dis posée de manière à pouvoir limiter les dépla cements dudit clapet et, par suite, le débit maximum de gaz admis au brûleur et la tem pérature de l'eau sortant de l'appareil.
Un appareil conforme à l'invention est re présenté, à titre d'exemple, sous plusieurs for mes d'exécution, dans 1e dessin ci-joint.
Les fig. 1 et 2 sont des vues en coupe axiale d'appareils suivant des formes d'exécu tion différentes dans lesquels le clapet de gaz est soumis à l'action d'une butée réglable limi tant le débit du! gaz.
La fig. 3 est une vue schématique d'une autre forme d'exécution dans laquelle le clapet de gaz est soumis à l'action d'une lame bi métallique soumise à l'action de la chaleur dé gagée par l'appareil.
Les fig. 4 et 5 sont des vues en coupe axiale d'autres variantes de la fig. 3.
La fig. 6 est une vue en coupe axiale d'un appareil comportant une valve combinée avec un mélangeur. La fig. 7 est une vue de gauche de la fig. 6 suivant la ligne VII-VII de la fig. 6.
La fig. 8 est une vue en coupe axiale de l'appareil suivant une autre forme d'exécution. La fig. 9 est une vue en bout de l'appareil de la fig. 8.
La fig. 10 est une vue partielle en coupe montrant les circuits d'eau chaude et d'eau froide.
La fig. 11 est une vue partielle en coupe d'une variante de la fig. 10.
La<B>hg.</B> 12 est une vue partielle en coupe d'une variante d'un détail de la fig. 8.
Les fig. 13, 14 et 15 sont des vues sché matiques de l'appareil montrant les diverses phases de fonctionnement.
La fig. 16 est une vue en coupe axiale d'une autre forme d'exécution de l'appareil, dans laquelle le corps de la soupape hydrau lique, le corps de circulation du gaz et le mé langeur forment un ensemble monobloc.
L'appareil représenté à la fig. 1 se com pose d'un corps de chauffe constitué par un serpentin 1 disposé au-dessus du brûleur non représenté, une canalisation d'amenée d'eau froide 2 et une canalisation d'évacuation de l'eau chaude 3 commandée par une vanne 4. Sur les canalisations 2 et 3 est montée une soupape automatique 5. Cette soupape 5 se compose d'un corps 6 dans lequel circule le gaz qui entre en 7 pour se diriger vers le brû leur 8.
Ce corps 6 sert de logement à un clapet 9 qui contrôle l'arrivée du gaz au brûleur. Ce clapet 9 peut reposer sur un siège 10 entou rant une ouverture 11 faisant communiquer entre elles l'entrée et la sortie de gaz 7 et 8.
Le corps 6 est accouplé à un cylindre 12 renfermant un piston 13 ménageant dans le cylindre 12 deux chambres 14 et 15. La pres sion de l'eau s'exerçant sur la face antérieure du piston 13 et résultant de la vitesse du pas sage de l'eau produit le déplacement du piston 13 et, par suite, l'ouverture ou la fermeture du clapet 9 de commande de l'arrivée du gaz au brûleur. Ce piston 13 est monté sur un arbre 16 portant à l'une de ses extrémités le clapet de gaz 9, l'ensemble formant un équi page mobile. Des canalisations 17 et 18 dé bouchent respectivement dans les chambres 14 et 15.
La communication entre les canali sations 17 et 18 est assurée par un canal axial 19 et les canaux radiaux ménagés dans la partie terminale de l'arbre 16.
La température de l'eau s'évacuant par la canalisation 3 est réglée en agissant sur le dé bit du gaz. A cet effet, le clapet de gaz 9 est plus ou moins décollé de son siège 10 au moyen d'une butée 20 sur laquelle vient buter l'extrémité de l'arbre 16. Cette butée 20 est portée par un arbre 21 présentant une poignée 22 à son extrémité extérieure destinée à être manoeuvrée à la main, afin de régler la posi tion de la butée par rapport à l'axe 16 du cla pet de gaz 9. L'arbre 21 peut être monté sur le corps de la valve, soit directement par vis sage, soit par l'intermédiaire d'une embase 23 assurant son guidage.
Dans ce dernier cas, l'embase 23 présente une portée filetée 24 par laquelle elle se visse dans une portée taraudée correspondante 25 ménagée dans un bouchon <B>25,</B> vissé en bout dans le cylindre 12. L'em base 23 présente un alésage fileté 26 dans le quel est vissée une partie cylindrique filetée 27 de l'arbre 21. Des joints d'étanchéité 28 sont interposés entre l'arbre 21 et l'embase 23 afin d'éviter toute fuite de l'eau vers l'extérieur. Un écrou 29, vissé dans l'alésage de l'embase 23, maintient en place les joints d'étanchéité 28.
Le fonctionnement de l'appareil est le sui vant On ouvre l'arrivée et la sortie d'eau qui s'écoule par la canalisation 17 dans la cham bre 14 et s'évacue par le trou 19 ménagé dans l'arbre 16 pour se déverser dans la chambre 15 et se diriger ensuite dans le serpentin 1 par la canalisation 18 et dans la canalisation de distribution 3. La pression de l'eau sur le piston 13 a pour effet de maintenir le piston 13 en position d'appui contre la butée 20 et d'assurer, par suite, l'ouverture du clapet de gaz 9 et, par conséquent, l'arrivée du gaz au brûleur. Au contraire, en fermant l'arrivée ou la sortie d'eau, il s'ensuit un équilibre de pres sion dans les chambres 14 et 15. Le clapet 9 est ramené sur son siège 10 par la poussée d'un ressort <B>101.</B>
En vissant ou en dévissant le bouton 22, on règle l'ouverture d'évacuation du gaz ; au trement dit, on règle la distance entre le clapet 9 et son siège 10.
L'appareil représenté à la fig. 2 est basé sur le même principe que l'appareil de la fig. 1. Cependant, le cylindre 12 est relié respec tivement aux canalisations d'arrivée et de dé part de l'eau par des petits conduits 30 et 31, de sorte que les déplacements du piston 13 sont produits par la différence des pressions statiques de l'eau de part et d'autre du piston, par suite de la perte de charge dans le ser pentin.
Le fonctionnement de cet appareil est le suivant On ouvre la vanne 4 de sortie d'eau chaude, l'eau arrivant par la canalisation 2, et se réchauffant dans le serpentin 1, s'écoule par la canalisation 3. Une partie de cette eau s'en gage dans le conduit 30 pour remplir la cham bre de pression 14 et exercer une pression sur le piston 13.
L'eau s'écoulant par la canalisation 3 crée, au passage, en regard du conduit 31, une dépression qui se transmet à la chambre 15. On règle la position de la butée 20 par rapport à l'axe 16 du clapet de gaz 9.
Sous l'effet des pressions différentes ré gnant dans les chambres 14 et 15, le piston 13 se déplace dans le cylindre 12 pour venir buter contre la butée 20 et décolle le clapet 9 de son siège 10 à l'encontre de l'effort du ressort 101 en assurant un débit de gaz déterminé au brûleur.
Suivant la figure schématique 3, à la valve 5 est adjoint un thermostat 32 monté sur le corps de ladite valve. Ce thermostat présente un corps 33 dans lequel est montée une lame bimétallique 34 en forme d'épingle à cheveux articulée en 35 sur le corps 33 du thermostat. Cette lame bimétallique présente deux extré mités libres 36 et 37 dont l'une 36 agit sur l'axe 16 portant le clapet de gaz 9, pour fer mer l'arrivée du gaz dans l'appareil lors qu'une certaine température prédéterminée est atteinte. Lorsque les brûleurs de l'appareil à gaz sont éteints, la lame bimétallique occupe normalement la position représentée à la fig. 3.
L'autre extrémité libre 37 de la lame bi métallique est reliée à une butée réglable 38 qui peut être manoeuvrée à la main au moyen d'un volant 39. Ainsi, en agissant sur le volant 39, on rapproche les extrémités 36 et 37 de la lame bimétallique et on règle ainsi la sensi bilité de celle-ci. La lame bimétallique 34 est soumise à la chaleur dégagée par l'eau ré chauffée. A cet effet, le corps 33 du ther mostat est entouré d'une chemise 40 dans la quelle l'eau chaude débouche par une canali sation 41, l'eau sortant de cette chemise agit sur le piston 13 et s'évacue par la canalisation 3 en passant par des orifices 42, 43 et 44 ménagés dans l'axe 16 portant ledit piston 13.
Le fonctionnement de l'appareil est le suivant On ouvre l'arrivée et la sortie de l'eau. Cette eau est froide et circule froide dans le serpentin 1 pour venir se déverser également froide dans la chemise 40 entourant le corps 33 du thermostat. Cette eau vient heurter le piston 13 qu'elle déplace, ce qui permet l'ou verture du clapet 9. Le gaz est alors amené au brûleur, chauffe le serpentin 1 et, par suite, l'eau contenue dans ce serpentin. Au fur et à mesure que l'eau s'échauffe, l'extrémité 36 de la lame bimétallique 34 s'écarte de l'extrémité 37 et, pour une température prédéterminée, vient agir sur l'arbre 16 qui déplace le clapet 9 vers la fermeture.
En fermant l'arrivée ou la sortie de l'eau, aucune pression n'agit plus sur le piston 13 qui, sous l'action élastique de la branche 36 de la lame bimétallique, reprend sa place ini tiale entraînant avec lui le clapet 9 qui vient reposer sur son siège, ce qui ferme l'arrivée du gaz. Le corps 33 du thermostat se refroidis sant, l'extrémité 36 de la lame bimétallique 34 se rapproche de l'extrémité 37 et n'a plus d'ef fet sur l'arbre 16 portant le clapet 9. Le ré glage de la température se fait ainsi en agis sant sur la manette 39 dont l'action provo que 10 la limitation du déplacement du clapet de gaz ; 2 la modification de la position de la lame bimétallique et, par suite, la mo dification de la température de sortie de l'eau.
Selon la fig. 4, la lame bimétallique 34 est soumise à la température de l'eau qui circule dans le corps 33 du thermostat. A cet effet, l'eau débouche à la partie supérieure du corps 33 par une canalisation 45 pour être évacuée par une canalisation 46 fixée à la partie infé rieure du corps 33. Le cylindre 12 est relié respectivement aux canalisations d'arrivée et de départ de l'eau par de petits conduits 30 et 31.
Le fonctionnement de cet appareil est, en ce qui concerne le piston 13, analogue à celui de l'appareil représenté à la fig. 2 et décrit précédemment. Lorsque le clapet 9 est décollé de son siège, le gaz est envoyé dans les brû leurs et l'eau amenée froide se chauffe rapide ment. Au fur et à mesure qu'elle augmente de température, l'extrémité 36 de la lame bimétal lique s'éloigne de l'extrémité 37 pour venir agir sur l'arbre 16 et réduire le débit du gaz.
Au contraire, en fermant l'arrivée ou la sor- tie de l'eau, le clapet est rappelé à sa position initiale sous l'action du ressort 101, étant donné que les pressions de part et d'autre du piston 13 s'équilibrent, les extrémités 36 et 37 de la lame bimétallique 34 se rapprochent l'une de l'autre et l'extrémité 36 n'a plus aucun effet sur l'arbre 16 portant le clapet 9. Comme pour la fia. 3, une butée réglable 39 permet de régler la sensibilité de la lame bimétallique.
Selon la fia. 5, le corps 33 du thermostat recevant l'eau par sa partie supérieure pour l'évacuer par sa partie inférieure est mis en communication avec le cylindre 12 dans lequel se déplace le piston 13. A cet effet, un trou 47 est ménagé dans le corps de la valve.
Le fonctionnement de cet appareil est le suivant L'eau froide passe dans le serpentin 1 et dans le corps 33 du thermostat et elle est éva cuée par la canalisation de sortie 3. L'eau s'écoulant dans le corps 33 du thermostat passe par l'orifice 47 et exerce une pression dans la chambre 15. Lorsque l'eau atteint une température pré déterminée, la lame bimétallique 34 agit sur la tige du clapet avec une force légèrement supérieure à celle que développe en sens in verse le ressort 101. La pression de l'eau qui s'exerce dans la chambre 15, sur le piston 13, intervient alors pour coopérer avec l'action de la lame bimétallique pour fermer le clapet de gaz en l'appliquant avec une force suffisante sur son siège 10.
La pression de l'eau régnant dans le corps du thermostat est obtenue par la différence de sections des ouvertures 48 et 49 ménagées à chaque extrémité du corps 33.
La valve représentée à la fia. 5 agit donc à la fois en fonction de la température par suite de l'action de la lame bimétallique 34 et en fonction de la pression de l'eau. Du fait de la mise en communication du serpentin avec la face antérieure du piston 13, le clapet 9 se ferme lorsque, le robinet 4 étant fermé, la pression d'eau de la distribution s'applique sur ladite face de ce piston 13. Selon les fia. 6 et 7, à la valve 5 est ad joint un mélangeur d'eau 50. Le corps de ce mélangeur d'eau 50 est venu de fabrication avec le corps de la valve. Des canalisations 51. 52, 53 débouchent dans le corps du mélangeur et sont mises en communication en suivant les besoins.
La canalisation d'admission d'eau dé bouche dans les canalisations 51 et 52 pour être évacuée par la canalisation 53. Les cana lisations 51 et 52 sont mises en communica tion avec les chambres 14 et 15 ménagées de chaque côté du piston 13 par de petits con duits 511 et 521. La communication entre les canalisations 51, 52 avec la canalisation 53 est réglable à partir d'une clef, de préférence co nique, 54 qui s'engage dans un boisseau 55 ménagé dans le corps du mélangeur 50 ; la pression de l'eau s'exerce sur la grande base de la clef tronconique, comme on peut le voir à la fia. 10, dans laquelle la chambre anté rieure de la clef 54 est en communication avec la pression de l'eau par l'intermédiaire du ca nal 114. La pression de l'eau applique ainsi cette clef dans le boisseau en réalisant l'étan chéité.
Cette clef 54 présente un méplat 56 mettant en position de communication les ar rivées d'eau froide ou/et d'eau chaude, avec la sortie d'eau. La clef 54 est guidée par une par tie cylindrique 57 dans un bouchon 58 vissé sur le corps du mélangeur qui assure en même temps une étanchéité parfaite ; des joints 59 sont interposés entre le bouchon 58 et la par tie cylindrique 57 de la clef 54. Un ressort 60, entourant la partie cylindrique 57 de la clef et appuyant respectivement sur la face in térieure du bouchon 58 et la clef du mélan geur, maintient celle-ci dans le boisseau.
L'ouverture et la fermeture du clapet de gaz sont obtenues de la même façon que décrit précédemment. L'eau froide arrivant par le conduit 51 se mélange avec l'eau réchauffée arrivant par le conduit 52. L'eau mélangée dans le cylindre 120 sort par le conduit 53. Les pressions amont se transmettent par les conduits 511, 521 aux chambres 14 et 15. On voit également à la fia. 7 que, lorsque le mé plat 56 est tourné vers le bas, les arrivées d'eau chaude et d'eau froide sont obturées ; le mélangeur joue donc en même temps le rôle de robinet d'arrêt d'eau.
Dans l'appareil représenté dans les fig. 8 à 16, la valve 5 et la butée 20 sont accouplées à un mélangeur d'eau 50. L'axe de ce mélan geur 50 est perpendiculaire à l'axe du piston 13, ce qui permet ainsi le montage de la butée réglable 20 dans l'axe de ce piston.
Le corps 6 est surmonté d'une tête 100 re liant le corps 6 à un- brûleur B. Sur cette tête 100 est montée une lame bimétallique<B>101</B> qui commande une tige 102 portant le clapet de gaz 9. Cette tige 102 est guidée dans un four reau 103 rapporté sur la tête 100. L'extrémité libre de la lame bimétallique 101 agit sur la tige 102 par l'intermédiaire d'un organe en forme de poulie 104.
L'extrémité libre de l'axe 16 portant le piston 13 est pourvu d'une embase 105 qui vient bu ter contre le clapet de gaz 9. Cette embase <B>105</B> est poussée vers le clapet par un ressort 106 reposant respectivement sur cette embase et sur un corps de clapet dans lequel circule le gaz.
Suivant une variante représentée à la fig. 12, l'organe 104 porte un joint d'étanchéité <B>107</B> qui vient reposer sur le fourreau 103 lors que le clapet de gaz est ouvert, ce qui évite ainsi toute fuite de gaz.
Le fonctionnement de cet appareil est il lustré dans les fig. 13, 14 et 15. <I>Première phase</I> (fig. 13) : on ouvre l'arri vée d'eau 2 et le conduit 3 de sortie de l'eau, ce qui a pour effet de créer de part et d'autre du piston 13 des pressions différentes, afin de déplacer ce piston vers le bas, la lame bimétal lique 101 étant froide maintient le clapet 9 appliqué sur son siège.
<I>Deuxième phase</I> (fig. 14) : on ouvre un robinet 108 d'une veilleuse 109 ; le gaz ali mente la veilleuse 109 qui chauffe la lame bi métallique 101. Au fur et à mesure que la lame bimétallique s'échauffe, elle pousse la tige 102 vers le bas et, par suite, le clapet de gaz 9 s'écarte de son siège en permettant l'ac cès du gaz au brûleur. <I>Troisième phase</I> (fig. 15) : on ferme l'ar rivée ou la sortie d'eau. Les pressions de part et d'autre du piston 13 s'équilibrent. Le piston revient donc à sa position initiale sous l'action du ressort 106 et pousse le clapet 9 à sa po sition de fermeture. Le ressort 106 a, dans ce cas, une action prédominante par rapport à celle de la lame bimétallique 101 qui continue à être chauffée.
Le réglage du débit de gaz de la veilleuse 109 est obtenu à partir d'un pointeau 110 branché sur la canalisation aboutissant à la veilleuse<B>109</B> ; ce pointeau 110 est manoeu- vrable soit a) à la main ; b) simultanément avec le réglage du débit de gaz. Comme l'indique notamment la fig. 8, le pointeau (non représenté) est porté par une tige 111 commandé par le bouton 22 qui as sure le réglage de la position de la butée 20 par rapport au piston 13. Cette tige 111 re pose sur une came 112 portée par le bouton 22. La position de la tige sur la came 112 détermine l'ouverture du pointeau et, par suite, la quantité de gaz admise dans la veil leuse 109.
Comme le montre notamment la fig. 8, le corps du mélangeur d'eau 50 est venu de fa brication avec le corps de la valve. Des cana lisations 51, 52 et 53 débouchent dans le corps du mélangeur et sont mises en commu nication suivant les besoins.
La canalisation d'admission d'eau débou che dans les canalisations 51 et 52 et l'eau est évacuée ensuite par la canalisation 53.
Comme il a été dit ci-dessus, les canalisa tions 51 et 52 sont mises en communication avec les chambres 14 et 15 ménagées de cha que côté du piston 13 ; cette communication est assurée par des canaux 113 et 113' mé nagés dans le corps même de l'appareil. Cette réalisation permet notamment de simplifier la fabrication de cet appareil.
La communication entre les canalisations 51 et 52 avec la canalisation 53 est réglable au moyen d'une clef, de préférence conique, 54, qui s'engage dans un boisseau 55 prati qué dans le corps du mélangeur 50 qui peut former également un robinet d'arrêt d'eau. Cette clef 54 présente une fraisure 56 met tant en communication les arrivées d'eau froide ou/et d'eau chaude avec la sortie d'eau. La clef 54 est guidée, par sa partie cylindrique 57, par un bouchon 58 vissé sur le corps du mélangeur lui assurant en même temps une étanchéité parfaite ; des joints 59 sont inter posés entre le bouchon 58 et la partie cylin drique 57 de la clef 54.
Un ressort 60, en tourant la partie cylindrique 57 de la clef et appuyant respectivement sur la face intérieure du bouchon 58 et le corps de la clef, maintient la clef 54 dans le boisseau 55. La canalisation d'eau chaude ou d'eau froide communique par un conduit 114 (fig. 10) avec la partie avant du logement de la clef 54. La pression de l'eau agissant sur la grande base de cette clef tronconique l'applique dans son logement, ce qui simplifie la fabrication et rend son fonctionnement plus doux. Cette réalisation évite, en outre, l'emploi de ressorts 60 puissants, pour maintenir la clef dans le boisseau 55.
Une autre caractéristique de l'invention ré side dans le fait que les arrivées d'eau chaude 115 et d'eau froide 116 (fig. 10) sont décalées par rapport à l'axe de la fraisure de la clef, ce qui assure un mélange plus homogène et permet un débit normal d'eau froide.
Dans l'exemple représenté à la fig. 10, la sortie d'eau du mélangeur s'effectue par l'avant de la clef, tandis que, dans l'exemple repré senté à la fig. 11, l'écoulement de l'eau s'ef fectue par la partie arrière de la clef et agit sur cette dernière pour la maintenir dans le bois seau.
L'appareil représenté à la fi-. 16 com porte les mêmes organes que celui. représenté à la fig. 8, mais diffère de ce dernier par le fait que le corps de la soupape hydraulique 5, le corps 6 de circulation du gaz et le mélan geur 50 constituent un ensemble monobloc, ce qui simplifie la fabrication. Cet ensemble peut, par exemple, venir de fonderie. Cependant, pour permettre le montage du piston 13, il est ménagé, dans le corps de l'ap pareil, un passage obturé par un bouchon 11.7 supportant la butée réglable 20.
Un des avantages importants de l'appareil décrit réside notamment dans le fait que la butée réglable forme une commande du robi net d'arrêt de gaz et du robinet de contrôle du débit de gaz. En limitant le déplacement du piston, on peut faire varier le débit maxi mum de gaz et, par suite, la température maximum de l'eau.