Brevet FR2356885A1 — publié le 19780127

'invention concerne les chauffe-eau à gaz, notamment pour éviers, appareils mettant en oeuvre la combustion d'un gaz pour chauffer de 11eau en vue de la distribution de 1,eau chauffée au-dessus d'un évier ou autre rvceptacie. Ces appareils donnent satisfaction pour les usages (cuisine, vaisselle ...) auxquels ils sont destinés, usages qui tolèrent une durée relativement longue, de tordre de quelques dizaines de secondes, pour la montée en température et qui requièrent en général la distribution dlune eau pas trop chaude, la température de cette eau demeurant inférieure à 70"C environ. Mais lesdits appareils ne se prêtent pas au prélèvement instantané dsun volume, même relativement faible, d'eau bouillasse comme il peut être désirable pour un grand nombre d'applications telles que la préparation instantanée d'une tasse de café ou de tisane, la cuisson rapide de légumes ou dun oeuf à la coque De plus leur puissance calorifique globale instantanée est en général relativement faible. a présente invention a pour but, surtout, d'adapter les chauffe-eau du genre ci-dessus à la distribution instantanée de tels volumes réduits d'eau bouillante et/ou d'accroître la puissance calorifique globale instantanée de ces chauffe-eau. A cet effet, lesdits.chauffe-eau selon l'invention sont caractérisés en ce qu'ils comprennent, à l'intérieur du capot qui les délimite extérieurement, en plus de leurs organes constitutifs habituels (brûleurs à gaz, corps de chauffe, ... > un ballon d'eau associé à des moyens électriques de chauffage susceptibles d'en chauffer le contenu à une température T de 1,ordre de 950C, ballon raccordé à un bec de distribution extérieure à travers un robinet commandable de 1'extérieur du capot. Dans des modes de réalisation préférés, on a recours en outre à l'une et/ou à 1'autre des dispositions suivantes - les deux tubulures alimentant respectivement en eau froide les deux capacités du chauffe-eau chauffables respectivement par le gaz et par l'électricité sont elles-mêmes alimentées à partir d'une seule et même tubulure provenant de ltextérieur du capot et r= cordée en permanence à ces deux tubulures à lwintérieur du capot, - le ballon d'eau chaude présente un volume relativement petit, compris entre 1 et 15 litres et de préférence entre 5 et lo litres, - la puissance du chauffage électrique est relativement élevée et de préférence de tordre de 2 à 3 kW, - la partie du chauffe-eau mettant en oeuvre la combustion du gaz est équipée d'au moins un accessoire commandé électriquement, - dans un chauffe-eau selon l'alinéa précédent, l'accessoire commandé électriquement est un allumeur de gaz, - dans un chauffe-eau selon l'un quelconque des deux alinéas précédents, l'accessoire commandé électriquement est un organe de sécurité sensible à une pollution locale en oxyde de carbone ou en gaz carbonique, - des moyens sont prévus pour limiter le débit d'eau froide admis dans le ballon à la suite d'un puisage à une valeur telle que la totalité de ce débit soit chauffée à la température T au cours de son admission. L'invention comprend, mises à part ces dispositions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après. Dans ce qui suit lton va décrire un mode de réalisation préféré de l'invention en se référant au dessin ci-annexé d'une manière bien entendu non limitative. ba figure unique, de ce dessin, montre schématiquement un chauffe-eau d'évier à gaz établi selon l'invention. D'une façon connue en soi, la partie "gaz" du chauffe-eau comprend : - un brûleur 1 alimenté en gaz combustible à partir d'une tuyauterie 2 à travers un dispositif de commande et régulation 3, 4 - un corps de chauffe surmontant ce brûleur et équipé d'un tron- çon de conduite 5 raccordé d'une part en amont à un tronçon de conduite 6 alimenté en eau froide et d'autre part en aval à un tronçon de conduite 7 lui-même terminé par un dispositif de distribution d'eau chaude comportant un robinet de contrôle 8 et un bec terminal 9 éventuellement pivotant, - un raccord 10 entre le tronçon 6 et le bec 9, raccord contrôlé par un robinet 11 et destiné à assurer la distribution, à travers le bec 9 , d'eau froide ou d'un mélange de deux débits d'eau froide et d'eau chaude, - un dispositif 12 de sécurité de manque d'eau sensible à la circulation de 1,eau dans le corps de chauffe, - une ossature (non représentée) supportant ces divers eléments et accrochée à un mur au-dessus d'un évier, - et un capot ou habillage 13 enveloppant le tout. bes seuls éléments extérieurs au capot 13 sont les extrémités amont des conduites d'alimentation en gaz 2 et eau froide 6, les boutons de commande des robinets de réglage respectifs 8 et il des débits d'eau chaude et d'eau froide et le bec distributeur d'eau chaude 9. Il est bien connu qu'un tel appareil ne permet pas de distribuer instantanément des volumes, même relativement peu importants, d'eau bouillante en raison notamment de la durée nécessaire pour la montée en température de 1,eau parcourant le corps de chauffe (tronçon 5) après allumage du brûleur. Pour permettre de tels prélèvements, conformément à l'in- vention, on agrandit le capot 13 et on loge à l'intérieur de celui-ci un petit ballon d'eau 14 à parois calorifugées équipé de moyens pour chauffer électriquement son contenu jusqu'au voisinage de ltébullition et pour le maintenir ensuite en permanence à La température T correspondante, par exemple à 95 OC. Ce ballon 14 présente un volume relativement réduit, compris entre 1 et 15 litres, de préférence entre 5 et 10 litres. Il est alimenté en eau froide par une conduite 15 qui est raccordée au tronçon 6 ci-dessus en un point P situé de préférence à ltintérieur du capot. Il est en outre raccordé par un tronçon de conduite de sortie 16 à un dispositif de distribution d'eau bouillante comportant lui-même un robinet de contrôle 17 dont le bouton de commande est disposé à l'extérieur du capot 13 et un bec distributeur 18 éventuellement pivotant. L'admission de 1'eau dans le ballon 14 peut être conçue de toute manière désirable. Dans le mode de réalisation préféré illustré, ce ballon est-mis à l'air libre à travers une ouverture 30 pratiquée dans sa paroi supérieure et est équipé d'un flotteur 19 monté de fa çon à contrôler automatiquement le degré d'ouverture d'un bouchon 20 propre à obturer l'extrémité aval de la conduite 15, 1,eau délivrée à travers cette ouverture étant ensuite admise dans une petite chambre 21 jouant le rôle d'un brise-jet et, de là, dans le ballon à travers un orifice 22. Cette admission d'eau dans le ballon est ainsi automatiquement interrompue dès que la surface libre du volume d'eau contenu dans ce ballon atteint en montant un niveau N et est au contraire rétabli dès que cette surface libre redescend audessous de ce niveau N. Selon une disposition faisant l'objet de la demande de brevet France déposée au nom de la demanderesse sous le nO 76 19596 le 28 juin 1976, disposition particulièrement avantageuse dans le cadre de la présente invention, l'orifice 22 est calibré de façon-telle que le débit D de 1,eau froide admise dans le ballon soit assez faible pour être totalement chauffé de la température ambiante à la température T ci-dessus au cours même de son admission dans le ballon, la totalité de la puissance électrique de chauffe étant affectée au réchauffage quasiinstantané du petit volume d'eau additionnel admis à chaque instant. On est sûr ainsi que l'eau puisée au bec 18 est toujours à la température T voisine de l'ébulliton quel que soit le degré de remplissage du ballon à l'instant du puisage considéré, et même si ce ballon est presque vide alors que, pour les systèmes classiques dans lesquels les Volumes d'eau évacués sont immédiatement remplacés par de nouveaux volumes d'eau froide, la température de 11eau puisée est réduite en peu de temps à partir du début du puisage. Une conduite de trop-plein 23 assure automatiquement l'évacuation vers le bec distributeur 1 8 de tout volume d'eau excédant éventuellement le niveau N. ise chauffage de l t eau contenue dans le ballon 14 est assuré à 1,aide de résistances électriques 24 alimentées par le secteur à travers un circuit 25, éventuellement équipé d'une prise de courant amovible 26, et un interrupteur 27. interrupteur 27 est commandé par un thermostat 28 sensible à-la température de 1,eau contenue dans le ballon de façon à être automatiquement ouvert quand cette température dépasse la valeur prédéterminée voisine de 95"C et à être au contraire fermé dans le cas contraire. La puissance électrique de chauffage est de préférence relativement élevée de façon que le volume de 1,eau contenue dans le ballon 14 puisse être chauffé rapidement à l'ébullition ou que, dans la variante préférée signalée ci-dessus, le débit D de 1,eau froide introduite dans le ballon en vue de son chauffage Itinstantané" à l'ébullition ne soit pas trop faible. A titre indicatif, on signale qu'une puissance électrique de l'ordre de 2 à 3 kW semble indiquée pour un volume de 1eau à chauffer de tordre de 7 litres; pour la variante préférée cidessus, une telle puissance correspond à un débit D de l'ordre de 0,5 litre par minute. be fonctionnement du chauffe-eau ainsi complété est le suivant. On suppose que le circuit électrique 25 est branché sur le secteur depuis un temps suffisant pour que le ballon 1 soit rempli d'eau à une température T de tordre de 95 C. usage en chauffe-eau à gaz est du type habituel et fait intervenir uniquement, après allumage de la veilleuse (non repr- sentée), l'actionnement du robinet 8 d'eau chaude et éventuellement celui du robinet 11 d'eau froide. Toutefois cet usage peut être largement facilité et/ou rendu plus sûr à l'aide d'organes fonctionnant à l'électricitév Un avantage important de l'invention réside en effet en ce que, la partie télectrique de l'appareil exigeant un branchement électrique, on dispose d'électricite sur place, ce qui n'est en général pas le cas pour les chauffe-eau à gaz. On peut donc, sans nécessiter un branchement électrique spécial, adopter des accessoires électriques susceptibles d'amé forer le fonctionnement de la partie "gaz". C'es le cas du détecteur de pollution atmosphérique qui a été schématisé en 29 sur la figure et qui est agencé de façon à couper ou à réduire automatiquement l'alimentation en gaz du brûleur dès que le degré de cette pollution dépasse un seuil prédéterminé, tout en allumant éventuellement un voyant lumineux. Ce serait également le cas d'un allumeur électrique du gaz ou de tout autre système de contrôle ou régulation désirable fonctionnant à l'électricité Si l'usager désire prélever de 1,eau bouillante, il lui suffit d'ouvrir le robinet 17. 'eau bouillante disponible dans le ballon 14 s'écoule alors immédiatement par le bec 1 8 et peut être utilisée pour toutes les applications désirables de 1,eau bouillante, telles que par exemple la préparation de tasses de thé ou de café. laa réduction du volume d'eau qui en résulte dans le bai- lon 14 se-traduit par un abaissement du flotteur 19, ce qui dégage le bouchon 20 et admet de 1,eau froide dans ledit ballon jusqu'à ce que le volume d'eau contenu dans ce ballon atteigne à nouveau le niveau N. Cet apport d'eau froide tend à réduire la température moyenne dudit volume et 1'action qui en résulte du thermostat 28 ferme l'interrupteur 27, ce qui alimente électriquement les résistances 24 pour porter à nouveau la température dudit volume d'eau à la valeur désirée T voisine de.l'ébullition : dans la variante préférée ci-dessus, la température moyenne de 1,eau s'abaisse très peu, puisque le débit du nouvel apport d'eau froide est justement limité de façon à être quasi-instantanément chauffé dans sa totalité à la température T. Lorsque le niveau N est à nouveau atteint par la surface libre du volume d'eau contenu dans le ballon, le robinet à flotteur (19,20) se ferme à nouveau, et dès que la température de la totalité de ce volume d'eau atteint à nouveau la valeur T (ce qui est le cas pratiquement dès ladite fermeture du robinet à flotteur dans la variante préférée ci-dessus), l'appareil est à nouveau prêt à débiter la totalité de-son volume d'eau bouillante. Il est possible également de faire fonctionner simultanément les deux parties "gaz" et "électrique1, de l'appareil composite décrit ci-dessus, c'est-à-dire de distribuer à la fois de 'eau chaude par les deux becs 9 et 18. Dans un tel cas, la puissance calorifique globale instantanée délivrée par l'appareil peut être considérable, et même atteindre ou dépasser celle des chauffe-bains classiques,ce qui représente un avantage important de l'invention. 1exemple numérique suivant permet de se rendre compte plus clairement de cet avantage. Dans cet exemple, les hypothèses sont les suivantes la température ambiante est de 15"C, le volume V du ballon 1 est de 8 litres, ce volume d'eau est porté initialement à 950C, la durée du puisage de cette eau est de 1 minute, la partie "gaz" est agencée de façon à débiter un volume d'eau de 3,6 litres par minute à 500C. Dans ces conditions, l'appareil composite peut délivrer en une minute 765 calories dont 125 pour la partie "gaz" et 640 pour la partie "électrique" ; il peut donc débiter en une minute: - soit une douzaine de litres d'eau à 800C, - soit encore 22 litres d'eau à 500C, si l'on prend soin de mélangerà 1,eau chaude distribuée un débit suffisant d'eau froide par ouverture appropriée du robinet 11. Cette puissance calorifique "instantanée", c'est-à-dire correspondant à la première minute de distribution d'eau chaude, est donc cinq fois supérieure à celle de la simple partie "gaz" considérée isolément, ce qui peut présenter des avantages considérables pour un certain nombre d'applications : à la limite, avec des volumes V de 1,ordre de 10 litres et plus pour le ballon 14, 1appareil composite ci-dessus pourrait même être utilisé comme un chauffe-bains. En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose d'un chauffe-eau dont la constitution et le fonctionnement résultent suffisamment de ce qui précède. En plus des avantages signalés ci-dessus (possibilité d'un puisage instantané d'eau bouillante, possibilité de prévoir des accessoires électriques agissant sur la partie "gaz" sans branchement électrique spécial, augmentation considérable de la puissance calorifique globale instantanée), ltappareil composite ci- - dessus présente les avantages suivants - il est particulièrement facile à monter puisqu'il n'exige pas plus de branchements de tuyauteries qu'un chauffe-eau à gaz classique, l'alimentation en eau froide étant commune aux deux parties "gaz" et "électrique", - il est particulièrement esthétique vu que les seuls éléments, dus à l'adjonction de la partie électrique, faisant saillie en dehors du capot 13, sont le bouton de commande du robinet 17 et le bec distributeur d'eau bouillante 18, en plus bien entendu des deux fils électriques du circuit 25, qui peuvent être généralement cachés derrière le capot puisqu'il s'agit d'appareils muraux. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spé- cillement envisagés; elle en embrasse au contraire, toutes les variantes, notamment celles pour lesquelles la sortie 1-6 du bal lon serait raccordée au bec de distribution 9 équipant la partie "gaz", la distribution de 1,eau de l'appareil étant alors toujours assurée à laide d'un seul et même bec, qu'elle soit froide, tiède, chaude, ou bouillante. REVENDICATIONS 1. Chauffe-eau à gaz pour évier, délimité extérieurement par un capot, caractérisé en ce qu'il comprend, à I'intérieur de ce capot (13), en plus des organes habituels constitutifs du chauffe-eau à gaz (brûleur, corps de chauffe, ...) un ballon d'eau (14) associé à des moyens électriques permettant de chauffer rapidement cette eau jusqu'à ébullition et raccordé d'une part à une conduite (l5) d'alimentation en eau froide et-d'autre part à un bec de distribution extérieur (18) à travers un robinet (17) commandable de l'extérieur du capot. 2. Chauffe-eau selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux conduites (6,15) alimentant respectivement en eau froide les deux capacités (5,14) du chauffe-eau chauffables respectivement par le gaz et par l'électricité sont elles-mêmes alimentées à partir d'une seule et même conduite provenant de l'ex- térieur du capot (13) et raccordée en permanence (en P) à ces deux tubulures à l'intérieur du capot. 3. Chauffe-eau selon l'une quelconque des revendications l et 2, caractérisé en ce que le ballon présente un volume relativement petit, compris entre l et 15 litres, de préférence entre 5 et 10 litres. 4. Chauffe-eau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la puissance du chauffage électrique est relativement élevée, de préférence de l'ordre de 2 à 3 kW pour un volume. du ballon de l'ordre de 7 litres 5. Chauffe-eau selon lune quelconque des reVendications précédentes, caractérisé en ce que la partie du chauffe-eau mettant en oeuvre la combustion d'un gaz est équipée d'au moins un accessoire commandé électriquement. 6. Chauffe-eau selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'accessoire commandé électriquement est un allumeur de gaz connu en soi. 7. Chauffe-eau selon l'une quelconque des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que l'accessoire commandé électriquement est un organe de sécurité (29) sensible à une pollution locale en oxyde de carbone ou en gaz carbonique connu en soi. 8. Chauffe-eau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bec de distributiond'eau auquel son ballon est raccordé est celui de la partie "gaz", ledit bec servant ainsi à lui seul à distribuer toute liteau de l'appareil, qu'elle soit froide, tiède, chaude ou bouillante. 9. Chauffe-eau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour limiter le débit d'eau froide admis dans le ballon à la suite d'un puisage à une valeur telle que la totalité de ce débit soit chauffée à une température voisine de l'ébullition au fur et à mesure de son admission. 10. Chauffe-eau selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de limitation du débit d'eau froide admis dans le ballon sont constitués par un orifice calibré (22).