Brevet FR2022934A1 — publié le 19700807

La présente invention concerne une installation automatique instantanée destinée à débiter instantanément un fluide à ltétat de liquide ou de vapeur, pour les applications domestiques, in dustrielles ou autres. Les appareils débitant un fluide à ltétat de liquide ou de vapeur éventuellement sous pression qui sont actuellement en usage exigent un matériel plutôt complexe et encombrant pour produit re rapidement le fluide ; il existe également des appareils assez simples et relativement peu encombrants, mais nécessitant un certain temps pour débiter le fluide dans des conditions fi x4es d'avance. La présente invention a pour but d'éviter les inconvénients précités des systèmes déjà connus de débit d'un fluide, c'est-àdire de réaliser une installation automatique et instantanée de débit, qui soit constructivement et fonctionnellement simple, qui ait un encombrement. minimal, un prix modéré, qui puisse etre manoeuvrée facilement et présente une sécurité maximale de fonce tionnement. L'installation prévue par la présente invention est caractérisée par le fait qu'elle comprend deux réservoirs communiquant entre eux avec interposition d'une soupape, ctest-à-dire un premier réservoir d'alimentation à flotteur et un deuxième réw servoir de débit avec organes de chauffage, et un commutateur commandé par le flotteur et commandant la soupape pour faire communiquer le premier réservoir avec une source de fluide à ltétat liquide quand le flotteur est en dessous d'un niveau pré déterminé, et avec le deuxième réservoir quand le flotteur est au-dessus de ce niveau prédéterminé, grâce à quoi le remplissage des deux réservoirs se fait dtune façon pulsatoire. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus complètement de la description suivante, qui concerne deux formes de réalisation de l'invention et qui se réfère aux figures jointes, dans lesquelles La fig. 1 représente schématiquement l'ensemble d'une installation dans laquelle les fluides de travail sont l'eau et la vapeur La fig. 2 représente schématiquement l'ensemble d'une installation dans laquelle les fluides de travail sont un carburant liquide et sa vapeur. On a employé les mêmes numéros de référence pour indiquer les organes se correspondant dans les diverses figures. La fig. 1 représente une installation automatique et instantanée de debit d'eau chaude et de vapeur sous pression. Cette installation comprend un premier réservoir d'alimentation 1 à paroi calorifuge, qui est fermé d'une façon étanche par un couvercle 2 et qui contient un flotteur 3. Le flotteur 3 est en laiton ou autre alliage non magnétique ; il est creux et rempli d'air pour des buts qui apparattront mieux dans la suite. Au fond du flotteur se trouve une plaquette magnétique 4 qui agit en liaison avec un aimant permanent 5 agissant sur un micro-interrupteur 6.Quand le flotteur 3 est en position basse, c'est-àldire en dessous d'un niveau prédéterminé, il maintient l'aimant 5 en position relevée et le micro-interrupteur 6 en position fermée, tandis que lorsque Ce flotteur 3 se trouve audessus de ce niveau, la force d'attraction de lainant 5 diminue, et cet aimant tombe sous son propre poids et ouvre le micro-interrupteur 6. Une vis de règlage 7 agissant sur l'aimant 5 règle la position de chute de cet aimant 5, et par suite règle également le niveau de réW glane. L'aimant 5 et sa vie de réglage 7 pourraient titre remplacés par un électro-aimant alimenté par une source réglable de courant continu ou alternatif.Une lampe témoin 8 peut être prévue pour signaler le fonctionnement du micro-interrupteur 6. Un deuxième réservoir de débit 9 à paroi calorifuge est placé à c8té du premier réservoir 1, et contient un système de chauffage à résistance électrique 10 avec commutateur 12, pour régler la résistance de chauffage à des valeurs variables. Un thermostat 13 met le dispositif de chauffage à résistance hors circuit quand la température de l'eau du réservoir 9 atteint une valeur prédéterminée. On peut employer d'autres sources de cha- leur. En haut du réservoir 9 se trouve une tuyère 14 destinée à débiter la vapeur, tandis qu'une dérivation 15 sert à débiter l'eau chaude. Un grillage 16 sert à briser et repousser les bulles de vapeur trop grandes. Le fond du réservoir 1 est relié au fond du réservoir 9 par un conduit avec soupape électrique 17 à trois voies, qui fait communiquer le fond du réservoir 1 alternativement avec le fond du réservoir 9 et avec un conduit 15 relié à une source d'eau, éventuellement avec interposition d'un robinet 19. Cette source d'eau peut être un conduit du réseau d'une installation hydraulique domestique ou industrielle, à pression relativement faible. Un prototype fonctionne avec une charge de 6 à 7 cm d'eaux Le sommet du réservoir 1 est relié au sommet du réservoir 9 avec interposition d'une soupape électrique 20 à trois voies, qui peut faire communiquer le sommet du réservoir 1 alternativement avec le sommet du réservoir 9 et avec un conduit de purge d'air 21. Les soupapes électriques peuvent être associées avec commande unique ; elles sont normalement sollicitées vers la position de communication mutuelle entre les réservoirs 1 et 9, et elles interrompent cette communication quand elles sont excitées, comme indiqué sur la figure 1. Les bobines des soupapes électriques 17 et 20 sont alimentées par une source de tension continue ou alternative 22, par exemple par la tension du réseau, avec interposition d'un interrupteur principal 23. L'installation est complétée par une lampe témoin 24 du thermostat 13 et par une lampe témoin générale 25. Le dispositif décrit fonctionne de la façon suivante : on suppose que le flotteur 3 repose sur le fond du réservoir 1 (réservoir vide) et par suite que aimant 5 est soulevé et le micro-interrupteur 6 est fermé. On fait alors communiquer le conduit 18 avec une prise d'eau, et les bornes twarminales 22 sont reliées à une source de tension électrique. Quand l'interrupteur électrique 23 se ferme, les soupapes électriques 17 et 20 ferment la communication entre les réservoirs 1 et 9, et font communiquer le réservoir 1 avec le conduit 18 d'eau et avec le conduit 21 de purge d'air.L'eau du conduit 18 pénètre dans le réservoir 1 et soulève le flotteur 3 Jusqu'à ce que la force d'attraction décri sant entre le flotteur 3 et l'aimant 5 soit inférieure au poids de l'aimant 5, qui tombe et ouvre le micro-interrupteur 6, si bien que les soupapes électriques 17 et 20 ne sont plus excitées. Il en résulte que les réservoirs 1 et 9 communiquent, et que l'eau du réservoir I est envoyée dans le réservoir 9 où elle est réchauffée. Lorsque le niveau baisse dans le réservoir 1, le fldF teur 3 descend, ce qui excite les soupapes électriques 17 et 20 et remplit de nouveau le réservoir 1 et ainsi de suite jusqu'à ce que, dans le réservoir 9, l'eau atteigne le niveau fixé d'a- vance dans le réservoir 1.Ce remplissage pulsatoire se poursuit jusqu'à ce qu'il y ait débit à partir du réservoir 9. Lorsque le débit cesse, les deux réservoirs 1 et x étant au m8me niveau, il n(y a plus évacuation du réservoir 1 dans le réservoir 9, et le micro-interrupteur 6 reste ouvert, ce qui met l'installation hors circuit meme si, par oubli, l'interrupteur 23 est re à la fin du débit de fluide.Comme les réservoirs 1 et 9 communiquent entre eux pendant le fonctionnement, la vapeur réchauffée atteint une certaine pression. I1 faut remarquer que le flotteur est rempli d'air, dont la pression augmente avec le réchauffage, si bien que la résistance du flotteur à l'écrasement augmente également En résumé, on a un fonctionnement pulsatoire de l'installa- tion pendant les périodes de débit, avec une fréquence de pulsation qui dépend de la pos-ition de la vie de réglage 7. Dans l'installation représentée figure 2, les organes corw respondant à ceux de l'installation de la figure 1 sont indiqués par les m8mes numéros de référence, mais ils sont pourvus du signe "primé". Dans ce cas, l'installation sert pour envoyer un carburant à un brdleure Elle diffère de l'installation de la figure 1 non seulement par le fluide utilisé mais encore par le système de remplissage avec capsule 26 et membrane 29, du réservoir d'alimentation 1'. Dans la capsule à membrane, le compartiment supérieur 27 communique avec une source de combustible liquide, et le compartiment inférieur 28 communique avec la vapeur sous pression dans la partie haute du réservoir 9'.Le réservoir de débit 9' porte un couvercle avec tube plongeur 30 contenant une résistance de chauffage 10' et pourvu d'une chemise extérieure en amiante 31 qui absorbe le combustible liquide et le fait évaporer, ce qui fait crottre la pression de la vapeur. Quand les soupapes électriques 17t et 20' ferment la communication entre les réservoirs 1' et 9', avec la purge d'air, la membrane 29 se soulève et fait écouler le combustible liquide du comparu timent supérieur 27 vers le réservoir 1, ce qui soulève le flotteur puis fait évacuer dans le réservoir 9' et de là vers la buse de l'injecteur 32 du bradeur, sous l'effet de la pression. Les mouvements des soupapes électriques 17' et 20' sont commandés de façon analogue à ce qui se passe dans l'installation de la figure 1, si bien qu'il semble inutile de fournir d'autres explications. On prévoit une ailette 33 qui peut se soulever en foncez tion du débit de combustible, pour accroftre la quantité d'air de combustion. Un tel système constitue un carburateur automatique. On conçoit intuitivement qu'une installation du type de la fig. 1 peut autre employée également dans les circuits frigorigb- nos des réfrigérateurs, dans lesquels le fluide empXyé-est l'ami moniaque, le fréon, etc. Dans un tel système, la vapeur fournie par le conduit de purge d'air 21 est envoyée au condenseur du réfrigérateur. Le principe de l'invention étant conservé, on peut évidez ment modifier largement les mails de construction et les formes de réalisation relativement à la description et aux figures, sans pour cela sortir du domaine de la présente invention. REVENDICATIONS 1- Installation automatique instantanée destinée à débiter un fluide, et caractérisée par le -fait quelle comprend deux réservoirs communiquant entre eux avec interposition dsune sou pape, c'est-à-dire un un premier réservoir d'alimentation avec flotteurs, et un deuxième réservoir de débit avec dispositif de chauffage, et un commutateur commandé par le flotteur et commandant la soupape pour faire communiquer le premier réservoir alternativement avec une source de fluide. à l'état liquide quand le flotteur se trouve en dessous d'un niveau fixé d'avance, et avec le deuxième réservoir quand le flotteur est au-dessus du niveau fixé d'avance, grace à quoi le remplissage des réservoirs se fait d'une façon pulsatoire. 2- Installation conforme à la revendication 1, caractérisée par le fait que la partie inférieure et la partie supérieure~des réservoirs communiquent réciproquement avec unezsoupape pour le fluide à l'état liquide et avec une soupape pour le fluide à 1 t état de vapeur. 3- Installation conforme à l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisée par le fait que les soupapes'sont des soupapes électriques à trois voies, dont la bobine est mise en circuit par un commutateur électromagnétique commandé par un aimant permanent fonctionnant en Maison avec une pièce magnétique fixée au fond du flotteur. 4- Installation conforme à la revendication 3, caractérisée par le fait qu'une vis de réglage règle préalablement la course de l'aimant permanent, et par suite règle également le niveau à l'intérieur du réservoir de commande. 5 Installation conforme à l'une quelconque des revendicae tions 1 et 2 caractérisée par le fait que les soupapes sont des soupapes électriques à trois voies commandées par un électroaimant alimenté lui-mQme..en courant continu ou alternatif réglai ble par rhéostat, et agissant en liaison avec une plaquette magnétique fixée au fond du flotteur0 6- Installation conforme à l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisée parle fait qu'elle est reliée à la source de fluide à l'état liquide au moyen d'une capsule à membrane commandée par la vapeur sous pression du fluide. 7" Installation conforme à la retendication 6 caractérisée par le fait que le réservoir de débit possède un couvercle à tube plongeur qui entoure des organes de chauffage et est entouré par une chemise qui absorbe le fluide à ltétat liquide et le fait évaporer. 8- Installation conforme à- l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le flotteur est creux et rempli par un fluide, air par exemple, dilatable quand la température augmente, afin d'augmenter la résistance du flotteur à l'écrasement quand la pression du fluide à l'état de vapeur augmente par suite de l'augmentation de la température du fluide à l'état liquide.