Dispositif avec matelas d'air et clapet pour installation de chauffage à eau chaude. La présente invention a pour objet un dispositif avec matelas d'air et clapet pour installation de chauffage à, eau chaude, ca ractérisé par le fait qu'il est constitué par une pièce dans laquelle est ménagé un pas sage ondulé présentant deux coudes succes sifs et opposés qui sont formés par la pré sence de deux parois écartées l'une de l'autre et dirigées en sens contraires, ce passage for mant, à sa partie supérieure, une chambre destinée à contenir un fluide gazeux consti tuant un matelas élastique et anti-vibratoire.
Le dessin ci-annexé montre, à titre d'exem ples, deux formes d'exécution du dispositif faisant l'objet de l'invention.
La fig. 1 montre, schématiquement, l'en semble d'une installation de chauffage par eau chaude, cette installation comportant une première forme d'exécution du dispositif se lon l'invention.
Les fig. 2 et 3 montrent, respectivement en coupe verticale et en plan, cette première forme d'exécution du dispositif. Les fig. 4 et 5 montrent, semblablement, une seconde forme d'exécution du dispositif.
La fig. 1 représente une installation de chauffage par eau chaude et du type fermé, cette installation comprenant une chaudière 10, un conduit d'alimentation 12, un conduit de retour 14, des tubes d'alimentation 16 aboutissant à des échangeurs de chaleur ou radiateurs 17, des tubes de retour 18 partant de ces appareils, ces différents conduits for mant un circuit dans lequel de l'eau chaude est amenée aux échangeurs de chaleur et dans lequel l'eau refroidie est ramenée à la chau dière.
Une pompe de circulation d'eau 20 est établie dans le conduit de retour 14, à proxi mité de la chaudière.
Le fonctionnement de cette pompe de cir culation est contrôlé par un thermostat ordi naire 22, établi dans le local à chauffer et qui constitue un interrupteur sensible à. la température et qui est établi dans un circuit électrique 24. L'eau peut être amenée à la chaudière 10 par un conduit d'alimentation 26 dans lequel sont établis également un robinet 28 com mandé à la main, une soupape réductrice de pression 30 et une soupape de sûreté 32, cette dernière servant à l'évacuation de l'eau par un conduit 33 au cas on une pression anor male se produirait dans l'installation. Comme montré, le conduit d'alimentation 26 est relié au conduit de retour 14 en un point très voi sin de la chaudière.
Un appareil thermique auxiliaire, com prenant un échangeur de chaleur 36, est prévu pour chauffer l'eau contenue dans un réservoir ou ballon 38. Selon la pratique cou rante, on fait circuler l'eau chaude, provenant de la chaudière, dans un serpentin approprié établi dans l'échangeur de chaleur 36, ce der nier étant relié par un tube 37 au réser voir 38.
Comme ' visible sur la fig. 1, on a établi entre le conduit de sortie vertical 12a de la chaudière 10 et le conduit d'alimentation 12 un dispositif 40 avec matelas gazeux qui sert -à former un matelas d'air ou de gaz, dont le volume est relativement faible mais dont la surface libre est relativement grande, directement sur le trajet suivi par le courant d'eau dans l'ensemble des conduits. Ce ma telas d'air permet d'absorber les pulsations, les chocs et/ou les vibrations sonores en évi tant ou en limitant ainsi leur transmission au travers de l'installation de chauffage.
Le dispositif 40 peut "être constitué par une pièce coulée, en fer, en laiton ou en métal équivalent. Un passage ondulé est formé dans cette pièce et présente deux cou des qui sont formés par des parois 41 et 42 écartées et dirigées suivant des directions op posées en se trouvant en partie en regard l'une de l'autre, ces parois s'étendant d'une extrémité à. l'autre du dispositif.
Sur la fig. 2, on voit que ledit passage ondulé comporte un passage d'entrée 44, un passage de sortie 45 et un passage intermé diaire 46, la direction de l'écoulement par les coudes successifs étant complètement inversée.
Il est préférable de monter le dispositif 40 à proximité immédiate de la chaudière, le passage d'entrée 44 se trouvant ainsi dans le prolongement du tube vertical ordinaire 12a partant de la chaudière. Des raccords 43 et 43a sont agencés de manière à pouvoir être raccordés directement aux tubes qui aboutissent au dispositif 40. Le passage on dulé présente, avantageusement, sur toute sa longueur, une capacité d'écoulement égale ou supérieure à celle du tube vertical 12a afin de permettre un débit régulier et non étran glé au travers du dispositif.
Pour réduire 1 < : nombre de types du dispo sitif 40 et faciliter ainsi la mise en magasin et la distribution commerciale, on peut adop ter un type de dispositif qui convienne à l'usage pour un nombre approprié de tubes verticaux 12a de dimensions plus petites en faisant intervenir -des raccords convenables à l'entrée et à la sortie.
Comme visible sur la fig. 2, on peut munir l'entrée et la. sortie de filetages ordinaires. On peut évidemment prévoir également des raccords avec flasques ou des douilles. Un bouchon fileté 46, avec rondelle d'étanchéité 4-7, peut être engagé dans un trou prévu à la partie inférieure du dispositif pour per mettre la vidange ou le nettoyage.
Dans le but de faire intervenir un matelas gazeux établi directement sur le trajet du cou rant, d'eau passant dans l'installation, ledit matelas ayant un volume relativement faible mais une surface libre relativement grande pour venir en contact avec le liquide en écou lement, on donne au premier coude du pas- s age ondulé une forme élargie pour constituer une chambre 50 en forme de cloche et. de vo lume convenable.
De cette manière, la surface libre du gaz, emprisonné dans lia, cloche, est sollicitée ou bien par le courant direct, provenant du pas sage 44 ou par le courant inversé traversant le passage 45. De cette manière, l'étendue de la surface libre de la chambre à gaz, qui cor respond à la somme des surfaces horizontales des passages 44 et 46, constitue une sur face amortissante flexible exceptionnellement grande.
Sur la fig. 4, on a montré une deuxième forme d'exécution du dispositif, analogue à celle :des fig. 2 et 3, ce dispositif comportant en outre un indicateur de niveau 55 et une soupape d'aération 56 par laquelle peut s'échapper l'air ou le gaz emprisonné dans la chambre 50 afin qu'on puisse contrôler positi vement le volume du matelas gazeux formé dans cette chambre ainsi que l'étendue de sa surface de contact avec le liquide chaud. Un orifice taraudé 57 est prévu à la partie supé rieure de la chambre 50 pour y raccorder un tube -de liaison aboutissant à une chambre à gaz auxiliaire.
Il est évident que le dispositif selon la fi-. 2 pourrait également comporter un raccord pour la liaison à une chambre auxiliaire, un indicateur de niveau et une sou pape d'aération.
Les dispositifs représentés comportent, dans leur passage de sortie, des moyens obtu rateurs à fermeture automatique, constitués par un clapet, pour contrôler, voire pour em pêcher la circulation, par effet de thermo siphon, de l'eau dans l'installation, cet empê chement :étant avantageux quand il n'est pas désirable ou nécessaire de fournir de la cha leur aux appareils 17 de l'installation. Par cette disposition, on peut faire fonctionner l'appareil auxiliaire, pour chauffer de l'eau pour usages domestiques, d'une manière com plètement indépendante de l'installation prin cipale. .
Le clapet que comportent les dispositifs ,des fig. 2 à 5 est constitué par un disque alourdi 60 monté par une cheville 61 sur une languette 62 engagée librement sur un axe 63 logé dans une boîte appropriée 64. On a prévu pour le clapet un siège incliné 65, qui fait partie intégrante du dispositif 40. On peut également constituer ce siège par une bague rapportée.
Comme visible sur les fig. 3 et 5, on peut engager une vis de retenue 66 avec logement central sur une extrémité de l'axe 63, ladite vis servant ainsi comme support amovible pour l'axe 63.
Le passage 45 est donc normalement fermé, le poids du clapet 60 ayant tendance à l'appliquer sur son. siège 65. De préférence, ôn donne au poids du clapet 60 une valeur telle que la pression thermo-siphonique pro duite par la chaudière ne soit pas suffisante pour vaincre la résistance -du clapet 60, de sorte que toute circulation par effet de thermosiphon peut être effectivement empê chée. Par contre, quand la pompe de circula tion 20 fonctionne, la pression produite pro voque l'ouverture du clapet et permet une cir culation forcée de l'eau chaude dans l'instal lation.
Pour obtenir un réglage @du degré de fer meture du clapet 60 et pour réaliser à cet effet des moyens pour maintenir le clapet plus ou moins ouvert, on a prévu une vis de réglage 68 propre à agir sur une oreille 69 faisant, :de préférence, partie de la languette 62. Une rondelle 70 et un écrou de blocage 71 forment un joint étanche au passage de la vis 68.
La section du conduit vertical 12a est 6vi- demment établie de manière qu'il satisfasse au débit d'eau chaude circulant dans l'instal lation de chauffage et en concordance avec la longueur et autres caractéristiques de la cana lisation elle-même. Les dimensions du conduit vertical 12a sont donc en rapport avec le vo lume total du liquide que contient l'installa tion de chauffage et, par suite, la capacité à donner à la chambre ou cloche 50 peut être déterminée par la dimension de la section de l'entrée 43.
La plus grande partie de l'air ou d'un autre gaz emprisonné dans l'eau ou autre fluide thermique de l'installation, telle que montrée sur la fig. 1, peut être expulsée hors du dispositif 40 dans les conduits et dans les appareils échangeurs de chaleur de l'installa tion par .la pression et la force vive produite par la pompe de circulation 20. Le gaz peut être évacué hors de l'installation en manceu- vrant des robinets ordinaires 75 pour l'échap pement de l'air.
La partie restante du gaz reste emprisonnée dans, la cloche ou chambre 50 de sorte qu'à un certain moment du fonc tionnement un passage approprié pour l'eau sera formé entre la surface du gaz et le bord supérieur de la paroi 41, ladite surface de gaz constituant ainsi une limite pour le pas sage de l'eau. Sur la fi-. \?. cette surface est désignée par la. ligne<I>A-A.</I>
Il est à. noter que la vitesse et la pression de circulation, produite uniquement par un effet de thermosiphon comme dans une ins tallation ne comprenant pas de pompe de cir culation, ne sont pas suffisantes pour refouler l'air au travers et hors du dispositif avec. ma telas d'air, de sorte que le volume d'air em prisonné dans la. chambre à gaz peut être excessif. La forme d'exécution selon les fi.-. 4 et 5 convient tout particulièrement à une telle installation puisque le gaz peut s'échapper hors de la. chambre 50 en manoeuvrant la sou pape d'aération 56. Le volume de gaz peut. de cette manière, être réglé à. volonté en se basant sur les indications données par l'indi cateur de niveau 55.
Si la circulation se fait par effet de thermosiphon, il est évident que le clapet 60 doit être maintenu complètement ouvert pour permettre la. circulation de l'eau au travers de l'installation. Quand il n'est pas désirable ou nécessaire d'amener l'eau chaude aux échangeurs de chaleur 17, par exemple pen dant l'été, alors que l'appareil de chauffage auxiliaire doit continuer à fonctionner pour fournir l'eau chaude pour usages domestiques, une manoeuvre appropriée de la vis de réglage 68 permet la fermeture complète du clapet.
Le siège du clapet est incliné par rapport à la. direction d'écoulement du liquide chaud. Un angle d'inclinaison qui a donné des résul tats satisfaisants est celui indiqué sur les fig. 2 et 4. Parmi les avantages ainsi obtenus, on citera celui d'une déviation moindre du trajet suivi par le liquide en écoulement, plus spé cialement au début de l'ouverture du clapet, et celui que le déplacement angulaire entre l'ouverture totale et la fermeture totale du clapet est réduit au minimum.
Device with air mattress and valve for hot water heating installation. The present invention relates to a device with an air mattress and a valve for a heating installation with hot water, characterized in that it consists of a part in which is formed a wavy step having two successive elbows. and opposites which are formed by the presence of two walls spaced apart from each other and directed in opposite directions, this passage forming, at its upper part, a chamber intended to contain a gaseous fluid constituting an elastic mattress and anti-vibration.
The appended drawing shows, by way of example, two embodiments of the device forming the subject of the invention.
Fig. 1 shows, schematically, the assembly of a hot water heating installation, this installation comprising a first embodiment of the device according to the invention.
Figs. 2 and 3 show, respectively in vertical section and in plan, this first embodiment of the device. Figs. 4 and 5 show, similarly, a second embodiment of the device.
Fig. 1 shows a closed-type hot water heating installation, this installation comprising a boiler 10, a supply duct 12, a return duct 14, supply tubes 16 leading to heat exchangers or radiators 17, return tubes 18 starting from these devices, these various conduits forming a circuit in which hot water is supplied to the heat exchangers and in which the cooled water is returned to the boiler.
A water circulation pump 20 is established in the return duct 14, near the boiler.
The operation of this circulating pump is controlled by an ordinary thermostat 22, established in the room to be heated and which constitutes a switch sensitive to. the temperature and which is established in an electric circuit 24. The water can be brought to the boiler 10 by a supply duct 26 in which are also established a hand-operated tap 28, a pressure reducing valve 30 and a safety valve 32, the latter being used for the evacuation of water through a conduit 33 in the event that an abnormal pressure occurs in the installation. As shown, the supply duct 26 is connected to the return duct 14 at a point very close to the boiler.
An auxiliary thermal device, comprising a heat exchanger 36, is provided to heat the water contained in a tank or tank 38. According to current practice, the hot water from the boiler is circulated in a coil. appropriate established in the heat exchanger 36, the latter being connected by a tube 37 to the tank see 38.
As' visible in fig. 1, there has been established between the vertical outlet duct 12a of the boiler 10 and the supply duct 12 a device 40 with a gas mattress which serves to form an air or gas mattress, the volume of which is relatively small but whose free surface is relatively large, directly on the path followed by the water current in all the conduits. This air ma telas makes it possible to absorb pulsations, shocks and / or sound vibrations, thus avoiding or limiting their transmission through the heating installation.
The device 40 may "consist of a casting, of iron, brass or equivalent metal. A corrugated passage is formed in this part and has two necks which are formed by walls 41 and 42 spaced apart and directed in different directions. op posed lying partly facing each other, these walls extending from one end of the device to the other.
In fig. 2, it is seen that said corrugated passage comprises an inlet passage 44, an outlet passage 45 and an intermediate passage 46, the direction of the flow through the successive elbows being completely reversed.
It is preferable to mount the device 40 in the immediate vicinity of the boiler, the inlet passage 44 thus being in the extension of the ordinary vertical tube 12a starting from the boiler. Fittings 43 and 43a are arranged so as to be able to be connected directly to the tubes which lead to the device 40. The ducted passage advantageously has, over its entire length, a flow capacity equal to or greater than that of the vertical tube 12a in order to to allow a regular and unclamped flow through the device.
To reduce 1 <: the number of types of the device 40 and thus facilitate storage and commercial distribution, one can adopt a type of device which is suitable for use for an appropriate number of vertical tubes 12a of smaller dimensions. by using suitable fittings at the inlet and outlet.
As seen in fig. 2, we can equip the entrance and the. output of ordinary threads. It is obviously also possible to provide fittings with flanges or sockets. A threaded plug 46, with sealing washer 4-7, can be engaged in a hole provided in the lower part of the device to allow emptying or cleaning.
With the aim of bringing in a gas mattress established directly on the path of the current, with water passing through the installation, said mattress having a relatively small volume but a relatively large free surface to come into contact with the flowing liquid , the first bend of the corrugated passage is given an enlarged shape to constitute a chamber 50 in the form of a bell and. of suitable volume.
In this way, the free surface of the gas, trapped in the bell, is stressed either by the direct current, coming from the wise passage 44 or by the reverse current passing through the passage 45. In this way, the extent of the surface free of the gas chamber, which corresponds to the sum of the horizontal surfaces of passages 44 and 46, constitutes an exceptionally large flexible damping surface.
In fig. 4, a second embodiment of the device has been shown, similar to that: of FIGS. 2 and 3, this device further comprising a level indicator 55 and a ventilation valve 56 through which the air or gas trapped in the chamber 50 can escape so that the volume of the mattress can be positively controlled. gas formed in this chamber as well as the extent of its contact surface with the hot liquid. A threaded orifice 57 is provided in the upper part of the chamber 50 to connect therewith a connecting tube leading to an auxiliary gas chamber.
It is obvious that the device according to fi-. 2 could also include a fitting for connection to an auxiliary chamber, a level indicator and a ventilation valve.
The devices shown include, in their outlet passage, self-closing shutter means, consisting of a valve, to control, or even to prevent the circulation, by thermosiphon effect, of water in the installation, this prevention: being advantageous when it is not desirable or necessary to supply heat to the devices 17 of the installation. By this arrangement, it is possible to operate the auxiliary apparatus, for heating water for domestic use, in a manner completely independent of the main installation. .
The valve included in the devices, of FIGS. 2 to 5 consists of a heavier disc 60 mounted by a pin 61 on a tongue 62 freely engaged on a pin 63 housed in a suitable box 64. An inclined seat 65 is provided for the valve, which is an integral part of the device 40. This seat can also be formed by an attached ring.
As can be seen in fig. 3 and 5, a retaining screw 66 with central housing can be engaged on one end of the axle 63, said screw thus serving as a removable support for the axle 63.
The passage 45 is therefore normally closed, the weight of the valve 60 tending to apply it to its. seat 65. Preferably, the weight of the valve 60 is given a value such that the thermosiphonic pressure produced by the boiler is not sufficient to overcome the resistance of the valve 60, so that any circulation by thermosiphon effect can be effectively prevented. On the other hand, when the circula tion pump 20 is operating, the pressure produced causes the valve to open and allows forced circulation of hot water in the installation.
To obtain an adjustment of the degree of iron meture of the valve 60 and to achieve for this purpose means for keeping the valve more or less open, an adjustment screw 68 is provided which is suitable for acting on an ear 69 making, preferably: , part of the tongue 62. A washer 70 and a locking nut 71 form a tight seal to the passage of the screw 68.
The cross section of the vertical duct 12a is obviously established so that it satisfies the flow of hot water circulating in the heating installation and in accordance with the length and other characteristics of the duct itself. The dimensions of the vertical duct 12a are therefore related to the total volume of the liquid contained in the heating installation and, consequently, the capacity to be given to the chamber or bell 50 can be determined by the dimension of the section of entry 43.
Most of the air or another gas trapped in the water or other thermal fluid of the installation, as shown in fig. 1, can be expelled out of the device 40 in the conduits and in the heat exchanging apparatus of the installation by the pressure and the living force produced by the circulation pump 20. The gas can be evacuated outside the installation. by operating ordinary cocks 75 for the exhaust of air.
The remaining part of the gas remains trapped in the bell or chamber 50 so that at some point in operation a suitable passage for water will be formed between the surface of the gas and the upper edge of the wall 41, said surface gas thus constituting a limit for the wise passage of water. On the fi-. \ ?. this surface is designated by the. line <I> A-A. </I>
He is at. note that the circulation speed and pressure, produced only by a thermosiphon effect as in an installation not including a circulation pump, are not sufficient to force the air through and out of the device with it. ma telas of air, so that the volume of air em trapped in the. gas chamber may be excessive. The embodiment according to fi.-. 4 and 5 are particularly suitable for such an installation since the gas can escape out of the. chamber 50 by operating the aeration valve 56. The volume of gas can. in this way be set to. will based on the indications given by the level indicator 55.
If the circulation is by thermosiphon effect, it is obvious that the valve 60 must be kept completely open to allow the. circulation of water through the installation. When it is not desirable or necessary to bring hot water to the heat exchangers 17, for example during the summer, when the auxiliary heater must continue to operate to provide hot water for use domestic, a suitable operation of the adjusting screw 68 allows the complete closure of the valve.
The valve seat is inclined relative to the. hot liquid flow direction. An angle of inclination which has given satisfactory results is that shown in figs. 2 and 4. Among the advantages thus obtained, we can cite that of a smaller deviation of the path followed by the flowing liquid, more especially at the start of the opening of the valve, and that of the angular displacement between the total opening and total closure of the valve is reduced to a minimum.