Brevet FR2318387A1 — publié le 19770211

L'invention concerne un chauffe-eau à gaz Dans un tel appareil, le dispositif de suret à manque d'eau réagit au moment où le robinet de prise d'eau est ouvert, par. un mouvement de levée de la membrane disposée dans la chambre à membrane et qui agit sur la soupape à gaz pour l'ouvrir. Comme la pression différentielle qui attaque la membrane est produité par l'action du venturi, elle augmente en fonction du carré du débit d'eau de sorte qu'il y a ouverture de la soupape à gaz sous l'influence même d'une faible variation du débit d'eau, ce qui fait augmenter brusquement la température de l'eau s'écoulant par le robinet. L'invention a donc pour but de maintenir constante la température de l'eau au début de son écoulement, après l'ouverture du robinet de prise d'eau, grâce aux effets de la variation de son débit. Notamment dans les appareils avec régulateur de débit d'eau constant, la- température doit etre maintenue constante durant le temps oii la soupape du régulateur n1 occupe pas encore sa position active. Ce but est atteint grace aux caractéristiques de l'invention ~' Il en résulte l'avantage de pouvoir renoncer à l'adaptation, délicate, des ressorts de la soupape à gaz, de la chambre à membrane et, le cas échéant, de la soupape du régulateur de débit constant1 entre eux. D'autres réalisations et des développements avantageux de l'invention ressortent de la description ci-après ainsi que de l'exemple d'exécution conformément aux fig. 1 - 5 qui représentent schématiquement l'appareil, objet de l'invention. Les figures montrent Fig. I une représentation d'ensemble schématique du chauffe-eau, avec coupe partielle, Fig. 2 un détail du régulateur d'admission de gaz suivant fig. 1, Fig. 3 une coupe de la soupape à échelle agrandie, Fiv. 4 une autre représentation de la soupape et Fig. 5 une variante de la soupape suivant fig. I - 4, également en coupe. Dans toutes les cinq figures, les mêmes chiffres indiquent les mêmes détails. Un chauffe-eau instantané 1 comporte un échangeur de chaleur 3 chauffé par un brdleur à gaz 2 et alimenté par une conduite d'arrivée d'eau 4 et dont l'eau est prélevée par une conduite 6 au moyen d'un robinet 5. Le brûleur 2 est alimenté par une conduite à gaz 7, par l'intermédiaire d'une soupape 9 appliguée par un ressort 10 sur le siège 8. La soupape présente une partie conique Il prolongée de part et d'autre par les parties cylindriques 12 et 13. Contre la face inférieure de la soupape 9 s'applique une rondelle 14 où appuie un ressort de tarage 15. Le ressort 15 est assis de l'autre c8té dans une rondelle 16 qui peut être déplacée à l'aide d'un levier 17 articulé sur l'axe 18 dans le chauffe-eau 1. Une vis de réglage 19 qui pénètre dans la conduite à gaz 7 et gui est accessible de l'extérieur, permet de régler la tension du ressort 15. La soupape 9 est actionnée par une tige 20 disposée à l'intérieur de la conduite à gaz 7. Cette tige est en contact avec un poussoir 21 qui perce le boîtier 22 d'un régulateur d'admission de gaz 23, à travers un presse-étoupe 24. Xe boStier 22 du régulateur d'admission de gaz renferme une chambre à membrane 25 divisée par une membrane 26 dans un compartiment hp 27 et un compartiment bp 28.La membrane est en contact avec un disque 34 solidaire du poussoir 21 et pouvant se déplacer dans le boîtier contre l'action d'un ressort à boudin 29. A travers un siège de soupape 30 fermé par une soupape 31 gui, par l'intermédiaire d'un ressort 32, s'appuie contre le boîtier 23, le compartiment hp 27 communique avec une conduite d'alimentation d'eau 33. Par l'intermédiaire d'un venturi 35, le compartiment hp 27 communique avec la conduite 4; au point d'étranglement 36 du venturi 35, un alésage 37 débouche gui est en communication avec le compartiment bp 28. Une canalisation 38 faisant fonction de by-pass par rapport au venturi, relie également le compartiment hp 27 à la conduite 4. Dans la canalisation 38 est prévu un siège de soupape 39 qui peut être obturé plus ou moins par une soupape 41 réglée à l'aide d'un bouton tournant 40. Il existe un autre by-pass 42 qui présente également un siège de soupape 43 où s' applique une soupape 44. L'ensemble 43, 44 présente un trou cylindrigue 45 formant cul de sac 46 et comportant l'épaulement constituant le siège de soupape 43 (voir notamment fig. 3 et 4). La soupape 44 se compose d'une partie hexagonale 47 présentant un épaulement 48 qui constitue la soupape proprement dite. L'épaulement 48 est suivi d'une partie cylindrique 49 prolongée par une partie conique 50. Au bout de la partie conique est prévu un épaulement 51 contre lequel s'appuie un ressort de poussée 52. Le ressort est assis de l'autre côté sur une rondelle 53 traversée par une tige 54 qui est fixée sur la rondelle à l'aide d'un circlip 55. La rondelle 53 repose sur le fond du cul de sac 46. Elle peut coulisser sur la tige 54 contre l'action du ressort 52. La partie hexagonale 47 présente un trou central 57 traversé par la tige 54. A son extrémité, la tige porte un embout 58 plus grand qu'un épaulement 59 dans le trou 57. Dans l'exemple de réalisation suivant fig. 2, il n'y a pas de régulateur de débit constant avec organe de réglage, soit le siège de soupape 30 et la soupape 31. Cet appareil est alors seulement commandé par la pression différentielle de l'eau s1é- coulant à travers l'appareil. Comme la-température de sortie de l'eau dépend de la température d'arrivée de l'eau d'alimentation, cet appareil présente un by-pass spécial 60 qui comporte un siège de soupape 61 où s'applique une soupape 62 solidaire d'une lame bimétallique 63 dont l'autre extrémité est fixée à l'aide d'une vis 64 sur le boîtier 22 du régulateur d'admission de gaz 23.Ce by-pass commandé par lame bimétallique a pour effet gu' & une température relativement basse de l'eau d'alimentation dans le compartiment hp 27, il y a fermeture du siège de soupape 61 par la soupape 62. Ainsi, la pression différentielle augmente et par là la course du .poussoir 21, la pression différentielle n'étant pas réduite par l'effet du by-pass 60. La conséquence en est une plus grande ouverture de la soupape à gaz et, par conséquent, une augmentation de la température de l'eau prélevée. Ce by-pass commandé par lame bimétallique peut, comme il résulte de la fig. 5, aussi être combiné avec la soupape 43, 44: Le siège de soupape 43 est alors constitué par une douille 65 mobile dans le trou 45. La douille 65 présente une gorge 66 où s' engage la lame bimétallique 63. L'appareil suivant les fig.-1, 3 et 4 fonctionne de la fa çon suivante: Lorsque le robinet 5 est ouvert, il s'établit un courant d'eau depuis le réseau de distribution non représenté, à travers la conduite 33, la soupape 30, 31 ouverte, le compartiment hp 27, le venturi 36, la conduite 4 vers l'échangeur de chaleur 3 et par là, par la conduite 6, jusqu'au robinet de prise d'eau. Il en résulte une pression différentielle entre les compartiments hp et bp, qui a pour effet de faire déplacer la membrane vers le haut. Si l'ouverture du robinet est faible, ce déplacement est également minimal. C'est-à-dire que la soupape 31 du régulateur de débit constant n'occupe pas encore sa position active puisqu'elle est en contact avec la face inférieure de la membrane par l'intermédiaire de son doigt, sous l'effet du ressort 32.Le by-pass 38 du bouton de réglage 40 est fermé. Par suite du faible déplaoement de la membrane 26 vers le haut, la soupape 44 peut se déplacer dans le même sens sous l'effet du ressort 52. Le siège de soupape 43 est ainsi dégagé donnant naissance à un écoulement d'eau à travers le by-pass 42 vers le venturi 35. La pression différentielle entre les deux compartiments du régulateur d'admission de gaz 23 est donc réduite, ce qui diminue la course du poussoir 21 et, par là, celle de la soupape à gaz 9. Si la soupape 44 continue à se déplacer vers le haut, la partie conique 50 de cette soupape agit sur l'écoulement à travers le by-pass 42. Mais dans une position donnée e du poussoir 21 et de la tige 28, la partie conique 11 de la soupape à gaz 9 agit également sur l'écoulement du gaz travers le siège 8. Par l'adaptation appropriée de la conicité des parties 11 et 50, on obtient une proportionalité rigoureuse entre les débits de gaz et d'eau. La conséquence en est une température constante dans la mesure où l'ouverture du robinet de prise d'eau agit sur le fonctionnement du chauffe-eau. Si l'on continue à ouvrir le robinet, la pression différentielle entre les deux compartiments de la chambre à membrane augmente et la soupape 31 pénètre, sous l'action du ressort 32, dans le siège 30, c'est-àdire que la soupape occupe sa position active. La conséquence en est un écoulement d'eau constant à travers l'appareil, que ni la soupape 44 ni le by-pass 42 ne peuvent plus influencer.A une course maximale du dispositif de sûreté à manque d'eau, la soupape à gaz 8, 9 est également ouverte complètement, la partie conique Il se trouvant alors en dehors du siege de soupape 8. Seule la partie cylindrique 12 de la soupape 9 agit sur le débit de gaz alimentant le bru leur 2. En cas d'utilisation supplémentaire du by-pass commandé par lame bimétallique suivant fig. 2 et 5, l'écoulement d'eau, pour un débit de gaz constant, est augmenté (en été) ou réduit (en hiver) en fonction de la température d'arrivée de l'eau de sorte que la température de l'eau prélevée est la plus constante pos sigle. D'après l'exemple de réalisation de la fig. 5, la lame bimétallique 63, dont la course est délimité par une butée 67 en service d'hiver, déplace la douille 65 de sorte que la position du siège de soupape 43 varie en fonction de la température. En conséquence, la soupape 43, 44 prend effet en fonction de la température de l'eau d'alimentation. Revendications 1. Chauffe-eau à gaz avec un échangeur de chaleur chauffé par un brûleur avec alimentation réglée par une soupape, et un dispositif de sûreté à manque d'eau comportant une chambre à membrane, un venturi et un by-pass commandé par soupape et servant à éviter le venturi, caractériséparlefai fait que la soupape (44) commandant le by-pass subit l'action d'un ressort (52) qui, tendant à la soulever de son siège (43) la pousse contre la membrane (26) de sorte qu'elle suit les mouvements de la membrane et que la soupape à gaz (9) ainsi que la soupape (44) présentent chacune une partie conique (11) respectivement (50) adaptée l'une à l'autre. 2. Chauffe-eau à gaz selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é p a r 1 e f a i t que la soupape (44) commandant le by-pass et la soupape a gaz (9) présentent chacune entre la face d'appui et la par tie conique une partie cylindrique (13, 49). 3. Chauffe-eau à gaz selon la revendication 1 ou 2, c a r a c t 6 r i s é parle fait qu'il est prévu une soupape (61, 62) commandée par un organe (63) sensible aux variations de température, pour éviter la soupape (43, 44) commandant le by-pass. 4. Chauffe-eau à gaz selon la revendication 1, caractériséparlefai t que le siège (43) de la soupape (44) est une douille (65) qui porte une gorge (66) oU s'engage une lame bimétallique (63) fixée sur le boîtier (23) et que la douille coulisse dans un trou (45) pratiqué dans le boitier. 5. Chauffe-eau à gaz selon l'une des revendications 1 - 4, c a r a c t é r i s é p a r l e f a i t que la soupape (44) commandant le by-pass présente une sec tion hexagonale (47) avec un alésage (57) traversé axiale ment par une tige (54) munie d'un embout (58). 6. Chauffe-eau à gaz selon l'une des revendications 1 - 5, caractérisé par le fait que le bout de la tige (54) opposé à l'embout (58) porte un circlip (55) où s'appuie, sous l'action d'un ressort de rappel (52), une rondelle (53) et que le ressort s'appuie de l'autre côté sur la soupape (44-).