FR2475693A1 - Ambient air temp. controller for solid fuel boiler - has thermostatically controlled electric heating element whose thermal effect adds to that of water in boiler for manual thermostat - Google Patents

Ambient air temp. controller for solid fuel boiler - has thermostatically controlled electric heating element whose thermal effect adds to that of water in boiler for manual thermostat Download PDF

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Abstract

The air temp. is controlled by a fluid filled expanding bellows which operates against a lever to vary the damper opening and thus regulate the rate of combustion of the solid fuel. The bellows is heated both by the hot water supplying the radiators and an electric heating element placed in the bellows fluid. The electric heating element is supplied through the temp. setting thermostat, a room temp. transducer, or a combination of both. The heating effect of the element on the bellows fluid is additional to that of the circulating water. As the bellows heat and expands, an attached rod pushes a lever, which reduces the air flow to the combustion. As the bellows cool and contract a spring forces the lever to remain in contact with the bellows so opening the air damper.

Description

Sur les installations de chauffage central domestiques; la régulation automatique de la température ambiante est réalisée par l'intermédiaire de l'électricité qui agit sur un organe permettant l'arrêt ou la modulation de la quantité de combustible liquide ou gazeux arrivant au brasseur.  On domestic central heating installations; automatic regulation of the ambient temperature is carried out by means of electricity which acts on an organ allowing the stopping or the modulation of the quantity of liquid or gaseous fuel arriving at the brewer.

Un tel dispositif ne peut être envisagé pour des combustibles solides, et par conséquent, les chaudières correspondantes ne bénéficient pas à l'heure actuelle de l'économie qu'apporte une régulation automatique, comme dans le cas des combustibles liquides ou gazeux. Certes, dans le cas des combustibles solides, une régulation automatique peut etre réalisée par l'intermédiaire d'une vanne mélangeuse motorisée, mais celle-ci est une source de gaspillage d'énergie puisqu'elle impose le maintien de la chaudière à haute température. Such a device cannot be envisaged for solid fuels, and consequently, the corresponding boilers do not currently benefit from the savings brought by automatic regulation, as in the case of liquid or gaseous fuels. Admittedly, in the case of solid fuels, automatic regulation can be achieved by means of a motorized mixing valve, but this is a source of energy waste since it requires maintaining the boiler at high temperature. .

Sur les chaudières fonctionnant au charbon, la régulation s'opère généralement de la façon suivante : on règle manuellement le thermostat de chaudière, lequel est constitué par un moteur thermique à dilatation de liquide qui ferme plus ou moins le volet d'air de combustion de la chaudière, de façon à maintenir la température désirée de l'eau de chaudière. On coal-fired boilers, regulation is generally carried out as follows: the boiler thermostat is manually adjusted, which is constituted by a liquid expansion heat engine which more or less closes the combustion air flap of the boiler, so as to maintain the desired temperature of the boiler water.

Toutefois, il peut être intéressant que l'utilisateur d'une telle installation de chauffage central puisse disposer en outre d'une régulation automatique d'ambiance lui permettant d'agir à distance sur cette commande du chauffage de la chaudière, notamment afin de diminuer l'intensité du chauffage. However, it may be advantageous for the user of such a central heating installation to be able to additionally have automatic ambient regulation allowing him to act remotely on this control of the heating of the boiler, in particular in order to reduce the intensity of the heating.

A cet effet, le dispositif de régulation de la température ambiante selon la présente inventIon, destiné à équiper les chaudières fonctionnant au charbon ou combustibles similaires, est essentiellement caractérisé en ce qu'il consiste en une résistance chauffante qui est commandée de la même façon que les dispositifs de régulation automatique d'ambiance des chaudières à combustibles liquides ou gazeux et dont l'effet thermique viendra s'ajouter à celui de l'eau de chaudière sur le thermostat manuel classique installé sur la chaudière. To this end, the device for regulating the ambient temperature according to the present invention, intended to equip boilers operating with coal or similar fuels, is essentially characterized in that it consists of a heating resistor which is controlled in the same way as the automatic room regulation devices for boilers with liquid or gaseous fuels and whose thermal effect will be added to that of boiler water on the conventional manual thermostat installed on the boiler.

La résistance chauffante pourra être commandée par un
thermostat d'ambiance seul, par une sonde atmosphérique seule ou
par l'action conjuguée d'un thermostat d'ambiance et d'une sonde
atmosphérique, avec ou sans sonde de température de départ de
chaudière.The heating resistance can be controlled by a
room thermostat only, by an atmospheric sensor only or
by the combined action of a room thermostat and a sensor
atmospheric, with or without flow temperature sensor
boiler.

On décrira plus en détail ci-après, à titre indicatif
et nullement limitatif, plusieurs modes de réalisation du dispo
sitif qui fait l'objet de la présente invention, en référence au
dessin ci-annexé sur lequel
la figure 1 représente schématiquement un thermostat
manuel classique équipant une chaudière à charbon, auquel on a
adjoint un organe de-régulation de la température ambiante, con
formément à une première variante de l'invention; et
chacune des figures 2 à 5 représente une autre variante
de montage de cet organe de régulation.We will describe in more detail below, for information only
and in no way limitative, several embodiments of the availability
sitive which is the subject of the present invention, with reference to
attached drawing on which
Figure 1 schematically shows a thermostat
classic manual fitted to a coal-fired boiler, which has
adjusts a room temperature regulator, con
formally to a first variant of the invention; and
each of Figures 2 to 5 represents another variant
mounting of this regulating member.

Un système de régulation classique de- la température
de l'eau de la chaudière à charbon 1 consiste, comme on peut le
voir sur la figure 1, en un bulbe à dilatation de liquide 2
agissant sur un levier 3 de hauteur réglable, commandant la fer
meture ou l'ouverture du volet d'air de combustion 4 de la
chaudière 1.A classic temperature control system
water from the coal boiler 1 consists, as can be
see in figure 1, in a liquid expansion bulb 2
acting on a lever 3 of adjustable height, controlling the iron
opening or opening the combustion air flap 4 of the
boiler 1.

Le bulbe 2, dont la partie inférieure 2a plonge dans l'eau de chaudière, avec interposition éventuelle d'une gaine
de protection 5, est extensible dans sa partie supérieure 2b
qui est située hors de la chaudière 1, et qui est munie d'un té-
ton 2c, susceptible de venir appuyer- sur le bras correspondant
3a du levier 3, à l'encontre de l'action d'un ressort 6 reliant
ce bras 3a au fond d'un capuchon 7 vissé sur la chaudière 1 et
protégeant le bulbe 2 et le bras 3a du levier 3. Le capuchon 7
présente un orifice 7a pour le passage du second bras de levier
3b, lequel agit sur le volet d'air 4 par l'intermédiaire d'une
chaînette de commande 8.Bulb 2, the lower part 2a of which dips into boiler water, with possible interposition of a sheath
protection 5, is extendable in its upper part 2b
which is located outside the boiler 1, and which is fitted with a
tone 2c, likely to come to press on the corresponding arm
3a of the lever 3, against the action of a spring 6 connecting
this arm 3a at the bottom of a cap 7 screwed onto the boiler 1 and
protecting the bulb 2 and the arm 3a of the lever 3. The cap 7
has an opening 7a for the passage of the second lever arm
3b, which acts on the air flap 4 via a
control chain 8.

Ce thermostat de chaudière fonctionne de la façon suivante : on règle en 9 la hauteur du levier 3 en fonctionne la ;température d'eau de chaudière désirée. En cours de fonctionnement de la chaudière, la température du bulbe à dilatation de liquide 2 suit les fluctuations de température de la chaudière 1, et sa partie supérieure 2b s'allonge ou se rétrécit en conséquence. Si la température de l'eau de chaudière dépasse la température voulue, le téton 2e vient soulever le bras 3a du levier 3, ce qui a pour effet de fermer le volet dtair de combustion 4. This boiler thermostat works as follows: the height of lever 3 is set at 9 and the desired boiler water temperature is set. During operation of the boiler, the temperature of the liquid expansion bulb 2 follows the temperature fluctuations of the boiler 1, and its upper part 2b lengthens or shrinks accordingly. If the temperature of the boiler water exceeds the desired temperature, the nipple 2e raises the arm 3a of the lever 3, which has the effect of closing the combustion air flap 4.

Selon la présente invention, on prévoit d'ajouter à l'effet thermique de la température de l'eau de chaudière sur ce thermostat manuel classique,un effet supplémentaire par l'intermédiaire de l'électricité, cet effet étant obtenu par une résistance chauffante 10 commandée par un thermostat d'ambiance classique ou similaire (non représenté), tel que ceux qui sont utilisés sur les chaudières à combustibles liquides ou gazeux. According to the present invention, it is planned to add to the thermal effect of the temperature of the boiler water on this conventional manual thermostat, an additional effect via electricity, this effect being obtained by a heating resistor. 10 controlled by a conventional or similar room thermostat (not shown), such as those used on boilers with liquid or gaseous fuels.

Ainsi, l'utilisateur pourra afficher sur ce thermostat d'ambiance la température qu'il désire avoir dans ses locaux, le thermostat d'ambiance étant construit de telle manière que si la température ambiante est supérieure à la température affichée, la résistance chauffante sera mise en service et l'effet thermique ainsi produit commandera la fermeture du volet d'air de combustion 4 afin de diminuer l'intensité du chauffage de la chaudière 1, et qu'au contraire, si la température ambiante est inférieure à la température affichée, la résistance chauffante ne sera pas mise en service, la régulation de température n'étant réalisée qu'avec le thermostat de chaudière, compte tenu du réglage de ce dernier. Thus, the user will be able to display on this room thermostat the temperature he wishes to have in his premises, the room thermostat being constructed in such a way that if the room temperature is higher than the displayed temperature, the heating resistance will be commissioning and the thermal effect thus produced will control the closing of the combustion air shutter 4 in order to reduce the intensity of heating of the boiler 1, and on the contrary, if the ambient temperature is lower than the displayed temperature , the heating element will not be put into service, the temperature regulation being carried out only with the boiler thermostat, taking account of the latter's adjustment.

Cette résistance chauffante 10 peut être disposée de façon que son effet thermique soit produit avec une interaction plus ou moins grande avec celui de la température de l'eau de chaudière ou bien en indépendance totale d'avec celui-ci. This heating resistor 10 can be arranged so that its thermal effect is produced with a greater or lesser interaction with that of the temperature of the boiler water or else in total independence from it.

les deux premières variantes (figures 1 et 2) sont des exemples utilisant un thermostat d'ambiance où l'on observe l'interaction totale de ces deux effets. the first two variants (Figures 1 and 2) are examples using a room thermostat where we observe the total interaction of these two effects.

En effet, dans le premier cas, la résistance chauffante 10 est disposée en enroulement autour de la partie plongeante 2a du bulbe 2, et plus particulièrement dans la zone voisine de la partie extensible 2b. La partie cylindrique 2a du bulbe 2 du thermostat manuel classique a dû être modifiée dans sa partie supérieure, laquelle doit présenter un diamètre plus faible pour permettre d'installer la résistance chauffante 10 avec sa gaine isolante 11. In fact, in the first case, the heating resistor 10 is arranged in a winding around the plunging part 2a of the bulb 2, and more particularly in the region adjacent to the extensible part 2b. The cylindrical part 2a of the bulb 2 of the conventional manual thermostat had to be modified in its upper part, which must have a smaller diameter to allow the heating resistor 10 to be installed with its insulating sheath 11.

Quant au second cas, il concerne un montage suivant lequel la résistance chauffante 10 est logée-à l'intérieur de la partie plongeante 2a du bulbe 2. As for the second case, it concerns an assembly according to which the heating resistor 10 is housed inside the plunging part 2a of the bulb 2.

Conformément à la troisième variante, la résistance chauffante10 et sa gaine isolante il sont montées non plus à l'intérieur de la chaudière 1, mais à l'extérieur, autour de la partie dilatable 2b du bulbe 2. In accordance with the third variant, the heating resistor 10 and its insulating sheath are no longer mounted inside the boiler 1, but outside, around the expandable part 2b of the bulb 2.

Cette disposition permet de ne pas modifier les caractéristiques de la partie plongeante 2a du bulbe 2 et d'éviter pratiquement les interactions entre l'effet thermique de l'eau de chaudière et celui dû à la résistance chauffante 10. This arrangement makes it possible not to modify the characteristics of the plunging part 2a of the bulb 2 and to practically avoid the interactions between the thermal effect of the boiler water and that due to the heating resistor 10.

La quatrième variante procède du même principe que la variante précédente mais le dispositif commandé par l'ambiance est rendu indépendant du thermostat de chaudière par utilisation d'une capsule dilatable 12 superposée à la partie extensible 2b du bulbe 2. The fourth variant proceeds from the same principle as the previous variant but the device controlled by the atmosphere is made independent of the boiler thermostat by use of an expandable capsule 12 superimposed on the extendable part 2b of the bulb 2.

Cette capsule 12 comporte elle-même un bulbe 12a à dilactation de liquide, qui a la forme d'un cylindre ereux et qui est extensible. La résistance 10 et sa gaine de protection 11 sont montées autour du bulbe 12a. le téton 2c du thermostat manuel de chaudière doit être modifié, et, suivant cette variante, il forme un bras 2d traversant le bulbe 12a de la capsule 12 pour pouvoir atteindre le bras 3a correspondant du levier 3. This capsule 12 itself comprises a liquid expansion bulb 12a, which has the shape of an eros cylinder and which is extensible. The resistor 10 and its protective sheath 11 are mounted around the bulb 12a. the stud 2c of the manual boiler thermostat must be modified, and, according to this variant, it forms an arm 2d crossing the bulb 12a of the capsule 12 in order to be able to reach the corresponding arm 3a of the lever 3.

Selon la dernière variante (figure 5), on utilise une capsule dilatable 13 qui consiste en une résistance 10 avec sa gaine 11 montée autour d'un bulbe dilatable 13a du même type que la partie 2b du bulbe 2 de la figure 1 et portant un téton 13b. According to the last variant (FIG. 5), an expandable capsule 13 is used which consists of a resistor 10 with its sheath 11 mounted around an expandable bulb 13a of the same type as the part 2b of the bulb 2 of FIG. 1 and carrying a nipple 13b.

La capsule 13 est montée de manière complètement indépendante du thermostat de chaudière afin de commander séparément le volet d'air de combustion 4 par l'intermédiaire du levier 3.The capsule 13 is mounted completely independently of the boiler thermostat in order to control the combustion air flap 4 separately via the lever 3.

Cette disposition permet d'utiliser intégralement les thermostats de chaudière classiques et de pouvoir équiper facilement les chaudières déjà installées.  This arrangement allows full use of conventional boiler thermostats and the ability to easily equip already installed boilers.

I1 est du reste bien entendu que les modes de réalisation de la présente invention qui ont été décrits ci-dessus en référence au dessin annexé ont été donnés à titre indicatif et nullement limitatif et que des modifications peuvent être apportées sans que l'on s'écarte pour autant du cadre de la présente invention.  It is moreover understood that the embodiments of the present invention which have been described above with reference to the appended drawing have been given by way of indication and in no way limitative and that modifications can be made without being deviates from the scope of the present invention.

Claims (9)

- REVENICATIONS-- REVENICATIONS- 1.- Dispositif de régulation de la température am- biante, destiné à équiper les installations de chauffage central fonctionnant aux combustibles solides, caractérisé en ce qu'il consiste en une résistance chauffante 10 qui est commandée de 12 même façon que les dispositifs de régulation automatique d'ambiance des chaudières à combustibles liquides ou gazeux et dont l'ef- fet thermique viendra s'ajouter à celui de l'eau de chaudière sur le thermostat manuel classique installé sur la chaudière. 1.- Room temperature regulation device, intended to equip central heating installations operating on solid fuels, characterized in that it consists of a heating resistor 10 which is controlled in the same way as the regulation devices automatic ambient heating of boilers with liquid or gaseous fuels and whose thermal effect will be added to that of boiler water on the conventional manual thermostat installed on the boiler. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la résistance chauffante 10 est commandée par un thermostat d'ambiance seul, par une sonde atmosphérique seule ou par l'action conjuguée d'un thermostat d'ambiance et d'une sonde atmosphérique, avec ou sans sonde de température de départ de chaudière. 2.- Device according to claim 1, characterized in that the heating resistor 10 is controlled by a room thermostat alone, by an atmospheric probe alone or by the combined action of a room thermostat and a probe atmospheric, with or without boiler flow temperature sensor. 3.- Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la résistance chauffante 10 est disposée de façon que son effet thermique soit produit avec une interaction plus ou moins grande avec celui de la température de l'eau de chaudière. 3.- Device according to claim 1 or 2, characterized in that the heating resistor 10 is arranged so that its thermal effect is produced with a greater or lesser interaction with that of the temperature of the boiler water. 4.- Dispositif selon la revendication 1 ou 2 et selon la revendication 3 destiné à équiper une installation de chauffage central qui fonctionne aux combustibles solides et dont le système de régulation de l'eau de chaudière consiste en un bulbe à dilatation de -liquide plongeant en partie dans l'au de chaudière, agissant sur un levier de hauteur réglable commandant la fermeture ou l'ouverture du volet d'air de combustion de la chaudière, caractérisé en ce que la résistance chauffante 10 est disposée en enroulement autour de la partie plongeante 2a du bulbe 2. 4.- Device according to claim 1 or 2 and according to claim 3 intended to equip a central heating installation which operates on solid fuels and whose boiler water regulation system consists of a dilating bulb of plunging liquid partly in the boiler water, acting on an adjustable height lever controlling the closing or opening of the combustion air flap of the boiler, characterized in that the heating resistor 10 is arranged in a winding around the part plunging 2a of bulb 2. 5.- Dispositif selon la revendication 1 ou 2 et selon la revendication 3 destiné à équiper une installation de chauffage central qui fonctionne aux combustibles solides, et dont le système de régulation de l'eau de chaudière est tel que définidsns le préambule de la revendication 4, caractérisé en ce que la résistance chauffante 10 est logée à l'intérieur de la partie plongeante 2a du bulbe 2. 5.- Device according to claim 1 or 2 and according to claim 3 intended to equip a central heating installation which operates on solid fuels, and whose boiler water regulation system is as defined in the preamble of claim 4, characterized in that the heating resistor 10 is housed inside the plunging part 2a of the bulb 2. 6.- Dispositif selon la revendication 1 ou 2 et selon la revendication 3 destiné à équiper une installation de chauffage central qui fonctionne aux combustibles solides, et dont le système de régulation de l'eau de chaudière est tel que défini dans le préambule de ia revendication 4, caractérisé ence que la résistance chauffante 10 et sa gaine isolante 11 sont montées autour de la partie supérieure dilatable 2b du bulbe 2, afin de limiter dans une large mesure les interactions entre l'effet thermique de l'eau de chaudière et celui dû à la résistance chauffante 10. 6.- Device according to claim 1 or 2 and according to claim 3 intended to equip a central heating installation which operates on solid fuels, and the boiler water regulation system is as defined in the preamble of ia claim 4, characterized in that the heating resistor 10 and its insulating sheath 11 are mounted around the expandable upper part 2b of the bulb 2, in order to limit to a large extent the interactions between the thermal effect of the boiler water and that due to the heating resistor 10. 7.- Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la résistance chauffante 10 est disposée de fa on que son effet thermique soit produit pratiquement indépendamment d'avec celui de la température de l'eau de chaudière. 7.- Device according to claim 1 or 2, characterized in that the heating resistor 10 is arranged so that its thermal effect is produced practically independently of that of the temperature of the boiler water. 8.- Dispositif selon la revendication 1 ou 2 et selon la revendication 7, destiné à équiper une installation de chauffage central qui fonctionne aux combustibles solides et dont le système de régulation de l'eau de chaudière est tel que défini dans le préambule de la revendication 4, caractérisé en ce qu'à la partie supérieure extensible 2b du bulbe 2 est superposée une capsule 12 comportant elle-même un bulbe 12a à dilatation de liquide, qui a la forme d'un cylindre creux et qui est extensible, la résistance chauffante 10 et sa gaine de protection 11 étant montées autour du bulbe 12a, le levier 3 commandant la fermeture ou l'ouverture du volet d'air de combustion 4 étant manoeuvré par un bras 2d traversant le bulbe 12a et monté sur la partie exten sible 2b du bulbe 2 en remplacement du téton classique 2c. 8.- Device according to claim 1 or 2 and according to claim 7, intended to equip a central heating installation which operates on solid fuels and whose boiler water regulation system is as defined in the preamble of the claim 4, characterized in that the expandable upper part 2b of the bulb 2 is superimposed a capsule 12 itself comprising a bulb 12a with liquid expansion, which has the shape of a hollow cylinder and which is expandable, the resistance heater 10 and its protective sheath 11 being mounted around the bulb 12a, the lever 3 controlling the closing or opening of the combustion air flap 4 being operated by an arm 2d passing through the bulb 12a and mounted on the extensible part 2b of bulb 2 in replacement of the conventional nipple 2c. 9.- Dispositif selon la revendication 1 ou 2 et selon la revendication 7, destiné à équiper une installation de chauffage central qui fonctionne aux combustibles solides et dont le système de régulation de l'eau de chaudière est tel que défini dans le préambule de la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est constitué par une capsule dilatable 13 qui consiste en une résistance 10 avec sa gaine 11 montée autour d'un bulbe dilatable 13a portant un téton 13n destiné à coopérer avec le levier 3, la capsule 13 étant montée de manière complètement indépendante du thermostat de chaudière afin de commander séparément le volet d'air de combustion 4 par l'intermédiaire du levier 3.  9.- Device according to claim 1 or 2 and according to claim 7, intended to equip a central heating installation which operates on solid fuels and whose boiler water regulation system is as defined in the preamble of the claim 4, characterized in that it consists of an expandable capsule 13 which consists of a resistor 10 with its sheath 11 mounted around an expandable bulb 13a carrying a stud 13n intended to cooperate with the lever 3, the capsule 13 being completely independent of the boiler thermostat in order to control the combustion air flap 4 separately via the lever 3.
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